DE1591034A1

DE1591034A1 - Festkoerper-Modulator mit unsymmetrischen Zugaengen

Info

Publication number: DE1591034A1
Application number: DE19671591034
Authority: DE
Inventors: Pierre Bacquenois; Georges Boulogne Duval; Simon Talmsky
Original assignee: Alcatel CIT SA
Current assignee: Alcatel CIT SA
Priority date: 1966-04-12
Filing date: 1967-04-12
Publication date: 1972-01-05
Also published as: FR2240907B1; DE2438713A1; FR92390E; FR1498365A; NL6705121A; LU53380A1; BE818809A; NL7410963A; IT1019915B; DE1591034B2; NL155412B; JPS5050451A; GB1156330A; NL7711662A; FR1485619A; GB1456330A; FR2240907A1; CA1075844A; US3537034A; FR1492129A

Description

DR. MULLER-BOF^ DiPL.-lNQ. 6RALFS DR. MANIT^ 5g 1 Q34

PATENTANWÄLTE

12. April 1967 Fi/Sv - C 801

CIT - COHPAGNIE INDUSTRIELLE DES TELECOMMUNICATIONS 12 rue de la Baume, Paris 8, Frankreich

Festkörper-Modulator mit unsymmetrischen Zugängen

Die Erfindung "betrifft eine Gattung von Hodulatoren mit unsymmetrischen Zugängen, d.h. Modulatoren, die von einer unsymmetrischen Trägerfrequenzquelle F und einer unsymmetrischen Signalfrequenzquelle f in direkter Weise ohne Zwischenschaltung von Übertragern gesteuert werden können und ebenfalls in direkter V/eise ohne Zwischenschaltung eines Übertragers eine unsymmetrische Einschleifimpedanz speisen können, beispielsweise eine Eingangsimpedanz eines Verstärkers, ein Toilungsfilter, eine Koaxialleitung, usw.

Da diese Modulatoren aus Transistoren, Dioden, Widerständen und Kapazitäten bestehen und keine Induktanz oder einen

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Übertrager aufweisen, können sie sehr gut gemäß der Tecnriilogie der integrierten Kreise aufgebaut werden.

Die erfindungsgemäßen Modulatoren gehören entweder zur Art der Unterbrecher-Modulatoren oder zur Art der Umkehr-Modulator en.

Im folgenden sollen im Rahmen einer kurzen Zusammenfassung die wesentlichen Merkmale dieser zwei Modulatorarten erläutert v/erden, damit die Besonderheiten der Erfindung und die Vorteile der einzelnen Ausführungsformen der Erfindung untereinander sowie bezüglich der bekannten Modulatorarten klar in Erscheinung treten. .

durch.
Das Prinzip der Modulation #e* Unterbrechung besteht darin, daß ein von einem Modulationsstrom durchfIossener Kreis im. Hakt einer Trägerfrequenz F unterbrochen wird. Der Modulationsstrom wird dabei auch Signal,(momentane) Frequenz f, Kreisfrequenz Q genannt.

Es wird angenommen, daß eine Signalquelle mit der elektromotorischen Kraft e = E cos (0 t und dem Innenwiderstand R einen Widerstand R speist. Wenn der Kreis offen ist, so ist der Strom in der Belastung Null. Ist der Kreis geschlossen, so ist der Strom in der Last gleich e = E cos CO t . Der

W~ 2R

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Ausdruck des zerhackten Stroms wird dadurch erhalten, daß die

Größe - · mit dem Ausdruck der Funktion f (t) multipliziert wird, welche nacheinander die Werte +1 und O mit einer Taktfolge, die gleich der Trägerfrequenz ist, annimmt.

ρ Jf

Diese periodische Frequenz mit der Periode ■■ kann in eine Fourier-Reihe entwickelt werden. Die Entwicklung besitzt die Form: f(t) = ·*· + ·=■ cosJIt - -j- cos 3iLt + -^ cos 5ilt - ... Unter diesen Bedingungen wird für den Strom in der Last der folgende Ausdruck erhalten:

+ § cos CJt cosilt

. f(t) = + § cos CJt. cosilt-^os Ut.ODS 30b

+ -F· COSÜt. COS JIt -

Die Umformung der Cosinusprodukte in Cosinussummen führt zu folgendem Ausdruck:

cos(fl.+W)t + cos#l-GL))t - «5· cos (3il+63)t - 1 cos (3il-W)t + i cos OfL +iJ)t + 1 cos

Der Ausgangs strom "besitzt somit eine Komponente mit der Frequenz des Signals (erster Ausdruck des zweiten Gliedes) und einen modulierten Strom, der sich aus einer unendlichen Anzahl von Gliedern der Frequenzen (2n+i)F + f zusammensetzt, wobei sich

die jeweilige Amplitude entsprechend —5- -z— ändert. Die

Frequenz F tritt nicht auf. Im allgemeinen stellt die eine

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oder die andere der Komponenten erster Ordnung, F+f oder F-f, die Nutzkomponente dar. Die anderen werden durch "Filterung beseitigt.

Die durch die Signalquelle lieferbare Maximalleistung ist ge-

E²
geben durch ττ* und die Leistung bei der Frequenz (F+f) oder

E
bei der Frequenz (F-f) ist — · Somit ist die Dämpfung des Hodulators folgendermaßen bestimmt:

!Log « 1 Log/T² = Log7T,d.h. A= 1,15 Neper (1OdB)

Das Prinzip der Modulation durch Umkehrung besteht darin, daß der von einer Signalquelle (Frequenz f, Kreisfrequenz Co) gelieferte Strom im Takt der Trägerfrequenz (Frequenz F-, Kreisfrequenz JL) umgekehrt wird.

Es wird angenommen, daß eine Signalquelle mit der elektromotorischen Kraft E cos (Jt und dem Iimenwiderstand R eine Last mit dem Wert R speist, deren Klemmen mittels eines durch die Trägerfrequenz gesteuerten Umschalters periodisch umgetauscht werden. Während einer Halbwelle der Trägerwelle ist der Strom in der Last gleich — , und während der anderen Halbwelle ist dieser Wert — - ^^or Ausdruck für den modulierten Strom wird dadurch erhalten, daß die Größe ^{E c}Sg . . mit der Funktion g(t) multipliziert; wird, welche nacheinander

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die Werte +1 und -1 in einer Taktfolge annimmt, die gleich der Trägerfrequenz ist. Diese periodische Funktion mit der

2 X

Periode von ■=-*— kann in eine Fourier-Reihe entwickelt werden, wobei sich folgende Formel ergibt:

e(t) - =s cosilt - y- cos JiIt + 4 cos 5 /It

Unter diesen Bedingungen" wird für den modulierten Strom der folgende Ausdruck erhalten:

i = ~SW cos CJt.cos^lt - 4 cos COt cos JiIt + 4· cos idt.cos

Werden die Cosinusprodukte in Cosinussummen umgeformt, so ergibt sich:

cos Ca+cJ)t + cos (Λ- CJ)t - 1 cos (3i2+Ci))t

cos OXl- W)t + i cos

Der Ausgangsstrom setzt sich somit einzig aus dem modulierten Strom zusammen, der die gleichen Frequenzen wie im vorhergehenden Fall aufweist. Die Trägerfrequenz F tritt nicht auf, und im Gegensatz zum vorhergehenden Fall ist auch die Signalfrequenz f nicht vorhanden»

BAD

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Die Berechnung der in den Nutzseitenbändern der !Frequenz F+f oder F-f erhaltenen Leistung ergibt für den Umkehr-Modulator folgenden Dämpfungswert:

A' = LogTC- Log 2, d.h. A¹ « 0,45 N (3,9 dB)

Die Modulation durch Umkehrung besitzt somit bezüglich der Modulation durch Unterbrechung die folgenden Vorteile:

- Geringere Dämpfung (Differenz von 0,7 N> das entspricht etwa 6 dB);

- Beseitigung des Modulationssignals in dem AusgangsSpektrum.

Die Modulation durch Umkehrung führt jedochJLm allgemeinen zu komplizierteren Schaltungen.

Neben dem eigentlichen ModulaZtionsspektrum, wie es vorstehend definiert wurde, können in dem Ausgangsstrom eines Modulators andere Komponenten gefunden werden, die von der Schaltung und nicht von der Modulationsfunktion herrühren. Wenn das Ausgangsspektrum eine Komponente mit der Trägerfrequenz F enthält, so wird der Modulator als "durchlässig" für die Frequenz F bezeichnet. Die Beseitigung einer derartigen Komponente kann schwierige Filterungsprobleme zur Folge haben. In anderen Fällen treten im Ausgangsspektrum geradzahlige Harmonische der Trägerfrequenz.auf. Die Beseitigung dieser Frequenzen

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ist im allgemeinen einfädler.

Die Telegrapliiesperre und der Ringmodulator stellen jeweils bekannte Beispiele eines Unterbrecher-Modulators und eines Umkehr-Modulators dar.

Es ist ein Unterbrecher-Modulator bekannt, bei dem ein Strom mit der Signalfrequenz f in einer Taktfolge, die gleich der Trägerfrequenz P ist, unterbrochen wird. Dieser Modulator
weist einen Transistor in Basisschaltung auf, der an den
zwei Eingangsklemmen die Trägerfrequenz und die Signalfrequenz an einer gleichen Elektrode aufnehmen kann. Im Ausgangsspelttrum eines derartigen Modulators tritt die Trägerfrequenz F auf. und dies stellt, wie vorstehend bereits gezeigt, einen Nachteil dar.

Es ist auch ein Modulator bekannt, der auf die Signalquelle eine KurzSchlußwirkung ausübt und einen einzigen Transistor besitzt, aber dabei handelt es sich um einen Transistor von der "symmetrischen" Art, der nicht sehr gebräuchlich.ist.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung von entweder mit Unterbrechung oder mit Umkehrung arbeitenden Modulatoren, die bei der Trägerfrequenz nicht durchlässig sind, an allen direkten Eingängen unsymmetrisch sind und nur aus Transistoren und/oder

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Dioden, Widerständen und Kapazitäten bestehen.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung besteht ein Unterbrecher-Hodulator aus zwei Transistoren gleicher Polarität, die in Basisschaltung geschaltet sind und an ihren Kollektoren gemeinsam von einer Gleichstromquelle über einen einzigen Belastungswiderstand gespeist sind, wobei der Emitter eines ersten der Transistoren mit einer Signalquelle über einen Widerstand und mit einer Trägerfrequenzquelle über einen Widerstand verbunden ist und diese Trägerfrequenzquelle außerdem über eine Kapazität an die Basis eines dritten Transistors gelegt ist, der in Emitterschaltung geschaltet ist und dessen mit einem Widerstand belasteter Kollektor über eine Kapazität mit dem Emitter des zweiten Transistors verbunden ist.

Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung besteht ein Umkehr-Modulator aus zwei Transistoren gleicher Polarität, die in Basisschaltung geschaltet sind und deren Kollektoren gemeinsam von einer Gleichstromquelle über einen einzigen Belastungswiderstand gespeist sind, wobei der Emitter eines ersten der Transistoren mit einer Signalquelle und über ein aus drei Widerständen bestehendes Netzwerk mit einer Trägerfrequenzquelle verbunden ist und die Signalquelle und die •Trägerfrequenzquelle außerdem über eine Kapazität an der Basis eines dritten Transistors liegen, der in Emitterschaltung geschaltet ist und dessen mit einem Widerstand belaste-

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ter Kollektor über eine Kapazität mit dem Emitter des zweiten Transistors verbunden ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Umkehr-Modulator mit zv/ei Transistoren gleicher Polarität versehen, deren Kollektoren gemeinsam über einen einzigen Widerstand durch eine Gleichstromquelle gespeist sind, wobei ein erster Transistor in Basisschaltung und ein zweiter Transistor

geschaltet ist und

in Emitterschaltung / eine Signalquelle und eine Trägerfrequenzquelle an den Emitter des ersten Transistors und an die Basis des zweiten Transistors über ein aus drei Widerständen bestehendes Netzwerk gelegt sind.

Gemäß einer anderen Besonderheit der Erfindung iat zwischen den Emitter des ersten Transistors und die Masse eine Diode geschaltet, um die Eingangsimpedanz eines Modulators mit Transistoren gleicher Polarität zu regeln.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht ein Umkehr-Modulator θθΜθη von im allgemeinen symmetrischen Aufbau aus zwei Transistoren gleicher Polarität, die in Basisschaltung geschaltet sind, einer Trägerfrequenzquelle, die über eine Kapazität an die Basis eines dritten Transistors gelegt ist, der als symmetrischer Phasenschieber mit einem Widerstand im Kollektorkreis und einem Widerstand im Emitterkreis geschaltet ist und zwei Ausgangsspannungen mit der

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- ίο -

Trägerfrequenz gegeneinander gerichtet über jeweils eines von zwei Kapazitäts-Widerstandsnetzwerken an die Emitter der ersten zwei Transistoren legt, sowie einer Signalquelle, die über -eine Kapazität an die Basis eines vierten Transistors gelegt ist, der als symmetrischer Phasenschieber mit einem Widerstand in dem Kollektorkreis und einem Widerstand in dem Emitterkreis geschaltet ist und zwei Ausgangsspannungen mit der Signalfrequenz gegeneinander gerichtet über jeweils eines von zwei Kapazitäts-WiderStandsnetzwerke an die zwei Emitter legt.

Gemäß einer weiteren Ausführugsform ist zwischen den Emitter eines jeden der Transistoren in Basisschaltung und die Masse eine Diode geschaltet.

Gemäß einer anderen Ausführungsform sind die zwei Transistoren in Emitterschaltung geschaltet und durch ihre Basis erregt-

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht ein Umkehr-Modulator mit Komplementärtransistoren und einer einzigen Batterie beispielsweise ausgehend vom Minuspol der Batterie einerseits aus dem Kollektor eines ersten ENP-Transistors, dessen Emitter über einen Belastungswiderstand zur Masse «urückgeführt ist, und andererseits aus einem mit dem Emitter eines zweiten HPN-Transistors in Reihe geschalteten Widerstandes, wobei der Kollektor dieses zweiten Transistors über den

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"..·; BAD ORiG'NAL

Belastungswiderstand zur Masse zurückgeführt ist und die Basis des ersten Transistors über einen Vorspannungswiderstand mit der Massο verbunden ist und die Basis des zweiten Transistors mit dem Emitter des gleichen Transistors über einen Vorspannungswiderstand und mit der Basis des ersten,Transistors Über eine Kapazität verbunden ist, wobei eine Trägerfrequenzquelle und eine Signalquelle an die Basis des ersten Transistors über zwei Widerstände gelegt sind.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht ein Unterbrecher-Modulator mit Komplementärtransistoren und symmetrischem Aufbau aus einem Paar von Transistoren in Basisschaltung, deren Kollektoren jeweils mit einem Widerstand belastet sind und deren Emitter einerseits durch die zwei phasenmäßig gegenein- ' ander gerichteten Spannungen eines symmetrischen Transistor-Phasenschiebers erregt sind, dessen Basis durch eine Trägerfrequenzquelle gesteuert ist, und andererseits parallel über

sind

zwei Widerstände durch eine Signalquelle erregt inet, wobei j

ί die Kollektoren des Transistorpaares über zwei Kondensatoren mit einer Klemme eines gemeinsamen Belastungswiderstandes verbunden sind, dessen andere Klemme an der Masse liegt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht ein Umkehr-Modulator mit Komplementärtransistoren und symmetrischem Aufbau aus einem ersten symmetrischen Transistorphasenschieber mit zwei Ausgangsklemmen A, B, der von einer Trägerfrequenzquelle

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gesteuert ißt, einem zweiten symmetrischen Transistorphasenschieber mit ewei Ausgangsklemmen M> N, der von einer Signalquelle gesteuert ist, einem ersten Paar von Komplementärtransistoren in Basisschaltung, deren Kollektoren jeweils mit einem Widerstand belastet sind und deren Emitter durch die Klemmen A₁ B über zwei Widerstände und durch die Klemme N über zwei Widerstände erregt sind, wobei ein zweites Paar komplementärer (Transistoren in Basisschaltung vorgesehen ist, deren Kollektoren mit dem Kollektor der gleichen Polarität des ersten Paares verbunden sind und deren Emitter über Kreuz durch die Klemmen B, A über zwei Widerstände und durch die Klemme M über Ewei Widerstände erregt sind, wobei eine Klemme eines Belastungswiderstandes mit dem den Kollektoren der Transistoren einer Polarität gemeinsamen Punkt über einen Kondensator und mit dem den Kollektoren der Transistoren der anderen Polarität gemeinsamen Punkt über einen Kondensator verbunden ist und die andere Klemme dieses Belastungswiderßtandee an der Masse liegt.

Gemäß einer weiteren Besonderheit der Erfindung sind die einander «ugeordneten Komplementärtransistoren in Emitterschaltung geschaltet und an ihrer Basis erregt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen ^jeden Erregungs-Eingangspunkt der Komplementärtransistoren zur !Regelung der Impedanz eine Diode geschaltet.

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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht ein Unterbrecher-Modulator aus einem als symmetrischer Phasenschieber geschalteten Transistor mit zwei Ausgangsklemmen, dessen Basis durch eine Trägerfrequenzquelle gesteuert ist, wobei die Ausgangsklemmen über zwei Widerstands-Kapazitäts-Netzwerke zwei gegeneinander geschaltete und über einen gemeinsamen Widerstand an Masse liegende Dioden erregen und eine Signalquelle diese beiden Dioden im Mittelpunkt einer sie vereinenden Widerstandsbrücke erregt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die zur Impedanzr regelung dienenden Dioden zwischen jede der vorstehend angeführten Dioden und Masse geschaltet, und zwar vorzugsweise in Reihenschaltung mit einem Widerstand.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht ein Umkehr-Modulator aus einem ersten Transistor, der als symmetrischer Phasenschieber mit zwei Ausgangsklemmen A, B geschaltet und an seiner Basis von der Trägerfrequenz gesteuert ist, einem zweiten Transistor, der als symmetrischer Phasenschieber mit zwei Ausgangsklemmen M, N geschaltet und an seiner Basis durch eine Signalquelle gesteuert ist, einer ersten Anordnung von zwei parallelen Armen, von denen jeder aus einem Widerstand und einer Diode besteht, von denen die Diode des einen Zweiges entgegengesetzt zur Diode des anderen Zweiges geschaltet ist, wobei das eine Ende der Anordnung

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an der Klemme A und das andere Ende an einem Ende eines zur Masse führenden Widerstandes liegt, sowie einer zweiten Anordnung, die identisch, zur ersten Anordnung aufgebaut ist, deren Qines Ende mit der Klemme B verbunden ist und deren anderes Ende an dem Ende des Widerstandes liegt, einer ersten Widerstandsbrücke, welche die zwei verschieden gerichteten Dioden einer jeden Anordnung verbindet, wobei der Mittelpunkt der Brücke an der Klemme M liegt, und einer zweiten Widerstandsbrucke, welche die zwei anderen Dioden verbindet und mit ihrem Mittelpunkt an der Klemme ÜT liegt=

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert, deren Figuren 1 bis 9 verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Modulatoren darstellen.

Der in Igur 1 dargestellte Modulator weist zwei Eingangsklemmen 1 und 2 auf, an die jeweils die Eingangsfrequenz f und die Trägerfrequenz F angelegt werden können. Die beiden TSingangaklemmen i und 2 sind jeweils mit der ersten Klemme eines der zwei Widerstände 3 und 4 verbunden, deren zweite Klemmen an einem gemeinsamen Punkt zusammengeführt sind, der mit dem Emitter eines ersten Translators 5 in Basisschaltung verbunden ist. Die mit der Eingangsklemme 2 verbundene erste Klemme des Widerstandes 4 ist außerdem durch den Kondensator 15 einerseits über einen Vorspannungs-

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widerstand 10 mit der Basis eines zweiten Transistors 12 in Emitterschaltung und andererseits mit der gemeinsamen Klemme zweier in Reihe geschalteter Widerstände 13 und 14- verbunden, welche Vorspannungswiderstände der BasiB des Transistors 12 darstellen. Der Kollektor des Transistors 12 liegt an einer Klemme eines Belastungswiderstandes 11 und über einen Kondensator 9 und einem Widerstand 7 am Emitter Θ+ eines dritten Transistors 6, dessen Basis an Masse liegt. Der dem Kondensator 9 und dem Widerstand 7 gemeinsame Punkt ist mit einer Klemme eines Widerstandes 8 verbunden. Die Kollektoren der zwei Transistoren 5 und 6 besitzen eine gemeinsame Verbindung K₁ die einerseits über einen Kondensator 17 mit einem ersten Ende eines eine Ausgangsklemme S bildenden Belastungswiderstandes 20 und andererseits über einen Widerstand 16, der an einer aus einem Widerstand 19 und einem Kondensator bestehenden Zelle liegt * mit der positiven Klemme einer Vorspannungsquelle V verbunden ist, deren negative Quelle die Masseklemme bildet, mit der die zweite Klemme des Belastungawiderstandes 20 verbunden ist. Eine Diode 21 ist «vrischen den Emitter und die an Masse liegende Basis des Transistors 5 geschaltet.

Die zweiten Klemmen der Widerstände 14, 10 und 8 liegen an Masse, und die zweiten Klemmen der Widerstände 15 und 11 sind mit der positiven Klemme der Quelle V über den Widerstand 19 verbunden, *

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— IO —

Die in figur 1 dargestellte Schaltung arbeitet folgendermaßen: Die Amplituden der Trägerfrequenz F werden an den Emitter des mit der Basis an Kasse liegenden Transistors 5 und nach dem Durchgang durch den Transistor 12 in Emitterschaltung an den Emitter des ebenfalls mit der Basis an Masse liegenden Transistors 6 gelegt, wobei es die Aufgabe des Transistors 12 ist, die Frequenz F um /tin der Phase zu verschieben. Daraus folgt, daß der Transistor 5 leitend ist, wenn der Transistor 6 gesperrt ist und umgekehrt, und daß der Trägerstrom an der Ausgangsklemme Sj dessen zwei Halbwellen gleichgerichtet sind, einen periodischen Strom der Grundfrequenz 2F darstellt» Die-

; eer Strom weist keine sinusförmige Komponente mit der Frequenz F auf, sondern nur eine Gleichstromkomponente und alle gerad-

• zahligen Harmonischen von F, die aus den Nutzseitenbändern (f - F), (f + F) relativ einfach entfernt werden können. Das ankommende Signal f wird an die Eingangsklemme 1 gelegt. Wenn

' der Emitter von 5 negativ ist, so ist der Transistor 5 leitend und seine Eingangsimpedanz ist sehr gering, was zur Folge hat, daß die Kopplung zwischen den Eingängen "Signal" 1 und "Träger" sehr gering und gleichzeitig die Diode 21 gesperrt ist. Wenn der Emitter von 5 positiv ist, so ist der Transistor 5 gesperrt und seine Eingangsimpedanz ist sehr groß. Gleichzeitig ist jedoch die Diode 21 leitend und ihre geringe Impedanz gewähr-.leistet die Kontinuität der Entkopplung zwischen den zwei Quellen sowie die Regelmäßigkeit der Eingangsimpedanz.

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Daraus folgt, daß die Schaltung einen Unterbrecher-Modulator darstellt, bei dem die Trägerfrequenz im AusgangsSpektrum beseitigt ist,

Um gleichermaßen die Beseitigung der ankommenden Frequenz im Ausgangsspektrum zu erreichen, wurde die vorstehend beschriebene Schaltung entsprechend Figur 2 abgeändert. Diese Figur 2 stellt einen Umkehr-Modulator dar, bei dem die Bauteile 1 bis 21 der Figur 1 die Bezugszeichen 35 Ms 51 tragen.

In Figur 2 ist jede der zwei Eingangsklemmen 31 und 32 jeweils mit einer ersten Klemme eines von zwei Widerständen 33 und 34 verbunden, deren zweite Klemmen an einem gemeinsamen Punkt G zusammengeführt sind.

Dieser gemeinsame Punkt G ist einerseits durch einen Widerstand 52 mit der der Diode 51 und dem Emitter des !Transistors 35 gemeinsamen Verbindung und andererseits durch den Kondensator 45 und den Mittelpunkt zweier Widerstände 4-3 und 44 mit der Basis des Transistors 42 verbunden.

Die Arbeitsweise der in Figur 2 dargestellten Schaltung unterscheidet sich von derjenigen der Schaltung der Figur 1 in der Weise, daß die ankommende Frequenz f gleichzeitig mit der Trägerfrequenz F an die Transistoren 35 und 42 gelegt wird. Daraus folgt, daß an der Ausgangsklemme S der Trägerstrom wie im vor-

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hergehenden Fall ein periodischer Strom der Grundfrequenz 2F *ist und daß das Signal f ständig durch das System geht und dabei bei jeder Halbwelle des Trägers eine Phasenverschiebung' von Ti durchmacht.

Der Modulator gemäß der Schaltung der Figur 2 stellt somit einen Umkehr-Modulator dar, bei dem die Trägerfrequenz und die ankommende Frequenz in dem AusgangsSpektrum beseitigt sind.

Die Schaltung der Figur 3? bei der die Beaugszeichen 51 bic J5· 40, 42, 44, 46 bis 52 durch 61 bis 65, 70, 72, 74, 76 bis 82 ersetzt sind, stellt eine Vereinfachung der Schaltung der Figur 2 dar. Die zwei Eingangsklemmen 61 und 62 sind jeweils mit den Widerständen 63 und 64 verbunden, die eine gemeinsame Klemme G besitzen, welche einerseits mit dem Widerstand 82, der an der gemeinsamen Verbindung der Diode 81 und des Emitters des Transistors 65 liegt, verbunden und andererseits an die Basis des Transistors 72 angeschlossen ist.

Ein variabler Widerstand 70 ist zwischen den Emitter des Transistors 72 und die Masseklemme geschaltet» Die Kollektoren der Transistoren 72 und 65 besitzen einen gemeinsamen Punkt K, der über den Kondensator 77 mit dem Belastungswj Ia-stand 80 verbunden ist, dessen eines Ende die Ausgangsklemme S bildet.

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In der Schaltung der Figur 3 erfüllen die Transistoren 65 und 72 die Funktionen der Phasenverschiebung und der Unterbrechung im fihythmuG der Trägerfrequenz. Die Schaltung arbeitet stets mit Umkehrung, d.h. für die Halbwellen der Trägerfrequenz, die das Potential bei G negativ machen, ist der Transistor 65 leitend und der Transistor 72 gesperrt. Der umgekehrte Fall ist für die Halbwellen gegeben, welche das Potential des Punktes G positiv machen. Am Ausgang S werden somit als Folge einer Wirkungsweise, die derjenigen der Figur 2 entspricht, zwei gleichgerichtete Trägerhalbwellen erhalten, deren Gleichheit durch Regelung des Widerstandes erreicht wird.

Wenn das Signal an die Eingangsklemme 62 und der TrägerBtrom mit einem zur Steuerung der zwei Transistoren ausreichend hohen Pegel an die Klemme 61 gelegt und der Transistor 65 leitend ist,

so wird das Signal ohne Phasenverschiebung an den Ausgang übertragen, und wenn der Transistor 72 leitend ist, so wird das Signal an die Ausgnngsklemme S mit einer Phasenverschiebung von /I übertragen.

Daraus folgt, daß die Trägerfrequenz und die ankommende Frequenz in dem Ausgangsspektrum beseitigt sind.

Es ist darauf hinzuweisen, daß in dieser Schaltung die Widerstände 63 und 64 die Trägerquelle und die Signalquelle ent- * , koppeln, wobei es die Aufgabe der Diode 81 ist, die Eingangs-

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impedanz praktisch regelmäßig zu machen.

In einer derartigen Schaltung wird die Eingangsimpedanz vollkommen durch die Widerstände 63, 64, 82 und 74 festgelegt.

Zur Erzielung einer besseren, ohne Leistungsverlust erfolgenden Entkopplung kann jede der Klemmen 61 und 62 über einen Transistor gesteuert werden.

Es ist selbstverständlich, daß die verschiedenen Schaltungen und ihre Parameter nur Ausführungsbeispiele darstellen und in verschiedener Weise abgeändert werden können.

Nach Figur 4 ist ein Transistor 110, der von einer Gleichstromquelle V über eine aus dem Widerstand 111 und dem Kondensator 112 bestehende Entkopplungszeile gespeist ist, an seiner Basis mittels zweier Widerstände 114, 115 vorgespannt. Sein Kollektor A ist über einen Widerstand 116 gespeist und der Emitter B liegt über einen Widerstand 117 an Masse. An einer Klemme 101, die mit der Basis des Transistors 110 über einen Kondensator verbunden ist, ist eine Trägerfrequenzquelle F angeschlossen-

Die zwei Transistoren 130, 140, die von der Gleichstromquelle V über eine aus einem Widerstand 107 und einem Kondensator 108 bestehende Entkopplungszelle gespeist sind. weisen an ihren beiden Kollektoren einen gemeinsamen Belastungowiderstand 106

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auf Ihre Basis liegt jeweils an Masse. Der Emitter von ist mit dem Kollektor A von 110 über ein aus der Reihenschaltung eines Widerstanden 132 und eines Kondensators I3I ber.tehendes Netzwerk verbunden, Der Emitter von 140 ist mit dem Emitter 3 von 110 durch ein aus der Reihenschaltung eines Widerständeο 141 und eines Kondensators 119 bestehendes Netzwei-": verbundene

Das Frequenzsignal f wird den Emittern der Transistoren und 140 über einen Transistorphasenschieber 120 zugeführt. Der Transistor· 120 wird von der Gleichstromquelle V über eine R-C-Entkopplungszelle 121, 122 gespeist. Die über die Widerstände 124, 125 vorgespannte Basis dieses Transistors wird über einen Kondensator 123 von einer Signalouelle mit der Fi-Gjueiis Γ gesteuert, die an der Klemme 102 anliegt. Der Kollektor 0 ist über einen Widerstand 126 gespeist und der Emitter· D ist über einen Widerstand 127 mit Masse verbunden. Der ]?ui:I;t C liegt über ein au3 dor Reihenschaltung eines Ecnclensatcrs 1;^;5 '-uiä eine:; Widerstandes 136 bestehendes ITotsrrerl: ara iiratte:: Έ ,:,l: ^y\yc Der Punkt D ist durch ein ar-iz der Heiler,schaltung eine.? Kondensators 145 und eines VJiä-i'srande:: 'V;G be^tohendes Netzwerk mit dem Emitter H *ΤΓ,~*\ 'l/i-"""¹': "TjTi-," •'■»Κτ^η/: f,-·-

If-E^: :ncauliert;: Spoirjriui; t.-it^ ar. einer Klemme 103 auf, die r.ilv: io:' lic ζ v.c über ;..:.-.:ς^ Aun^ai'.gsv/idorEtand 10-t- und mit den

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zwei Kollektoren der Transistoren 130, Ί^Ο über einen Kondensator 105 verblinden ist.

Alle verwendeten Transistoren sind beispielsweise vom lilN-

Die Schaltung arbeitet folgendermaßen:

Aufgrund des als Phasenschieber arbeitenden Transistors 110 sind die an den Punkten A und B auftretenden Spannungen nit der Trägerfrequenz F in Phasenoppositicru Während der Trägerhalbwellen, die an den Punkt E ein positives und an den Puiit I ein negatives Potential legen, ist der Transistor 1J0 gespeii'.t und der Transistor 140 leitend. Während der anderen Halbwellcn ist dies usig i?: .·.-hrt. Die Transistoren 1JC und 140 sind somit abwechselnd gesperrt und leitend, wcbei der eine gesperrt ist. wenn der andere leitet und umgekehrt Da diese Transistoren gleiche Polarität besitzen, haben ihre Kollektorströme gleiche

ist

Richtung. Folglich unter der Voraussetzung, daß die Abgabe der beiden Transistoren gleich ist. in dem Ausgangswiderstand 104 der auf seinen beiden HalbweIlen gleichgerichtete Strom mit der Trägerfrequenz F vorhanden. Dieser Strom ist periodisch, wobei die Periode gleich die Hälfte der Periode der Trägerfrequenz ist. Somit treten in dem Widerstand 104 zu-

zum
sätzlich da» Modxilationsspektrum F + f, JF + f, 5F + f, usv/.

die geradzahligen Harmonischen der Trägerfrequ ■■:■:» 3 auf, wobei Jedoch die Trägerfrequenz selbst ausgeschlossen ist.

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Bezüglich des Stromanteils mit der Frequenz des Signals f kann folgendes festgestellt werden:

Da der Transistor 120 als Phasenschieber arbeitet, sind die an den Punkten C und D auftretenden Hodulationsspannungen in Phasenopposition. Für die Halbwellen der Trägerfrequenz, die dsn Transistor 1^0 leibend machen und den Transistor 140 sperren, tritt das vom Punkt C weggeführte Modulationssignal in dem Widerstand 104- ohne Phasenverschiebung auf. Für die Halbwellen der Trägerwelle, die den Transistor 140 leitend machen und den Transistor 1JO sperren, tritt das von dem Punkt D weggeführte Modulationssignal in dem Widerstand 104 ohne Phasenverschiebung auf,. Da die Signale bei C und D gegeneinander gerichtet sind, tritt in 104 das Modulationssignal auf, das mit dem Takt der Trägerfrequenz umgekehrt worden ist. Das System stellt somit einen Umkehr-Modulator dar, wobei die Frequenz des Signals im Ausgangsstrom unterdrückt ist.

Gemäß einer Ausführungsvariante kann der in Figur 4 dargestellte Modulator mit zwei Transistoren in Emitterschaltung aufgebaut werden, wobei diese Transistoren an ihrer Basis erregt sind.

Di3 Schaltung der Figur 5 weist drei Zugangsklemmen auf, und zwar eine Singanssklemme 201 der Trägerfrequenz F, eine Eingangsklemme 202 der Signalfrequenz f und eine Ausgangsklemme S, an der die Iiodulationsergebnisse erhalten werden. Die zwei Klemmen 201 und 202 sind jeweils über zwei Widerstände 203

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und 204, die eine gemeinsame Klemme G besitzen, mit der Basis der zwei komplementären !Transistoren 205 und 206 verbunden. ■ Der Transistor 205 ist beispielsweise vom Typ php und der Transistor 206 vom Typ NPN. Die galvanische Verbindung zwischen G- und der Basis des Transistors 206 ist durch einen Kondensator 208 unterbrochen, der den Träger F und das Signal f ohne Dämpfung durchlassen kann. Ein an Masse liegender Widerstand 207 ist mit dem Punkt G verbunden. Eine die Spannung V liefernde Vorspannungsquelle 211, deren positive Klemme an Masse liegt, ist mit ihrer negativen Klemme einerseits direkt mit dem Kollektor des Transistors 205 und andererseits über einen Widerstand 210 mit dem Emitter des Transistors 206 verbunden. Ein zwischen den Emitter und die Basis des Transistors 206 geschalteter Widerstand 209 liefert die Vorspannung dieses Transistors.. Der Emitter des Transistors 205 und der Kollektor des Transistors 206 haben eine gemeinsame Verbindung X, die mit einem Ende eines an Hasse liegenden Belastungswiderstandes 212 verbunden ist. Dieses Ende stellt die Ausgangsklemme S dar. Im Ruhezustand sind die zwei Transistoren im gesperrten Zustand,

und I
" Die Pfeile i,-, i^/stellen die durch die Transistoren 205 und 206 und den Belastungswiderstand 212 fließenden Ströme in der üblichen Richtung dar.

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Die Schaltung gemäß Figur 5 arbeitet folgendermaßen: Da der Träger F durch die Eingangskiemme 201 jeweils an der Basis der zwei Transistoren 205 und 206 von entgegengesetztem Typ liegt, ist für die Halbwellen von ]?, während' der der Punkt G- positiv ist, der Transistor 205 leitend und der Transistor 206 gesperrt und umgekehrt, wobei der leitende Zustand des einen oder anderen der zwei Transistoren 205 und 206 in dem Bslastungswiderstand 212 einen Strom gleicher Polarität mit der Trägerfrequenz ergibt. Wenn gleichzeitig mit dem Trägerstrom am Eingang 201 ein Signal am Eingang 202 mit einem Scheitelwert angelegt wird, der etwas geringer als der Scheitelwert des Trägers ist, so tritt eine .Änderung der Amplituden des Trägerstroms ein.

Die aufeinanderfolgenden Halbwellen des Trägers machen nacheinander zunächst den einen und dann den anderen der Transistoren 205 und 206 leitend. Der leitende Zustand der Transistoren 205 und 206 führt in der Belastung 212 zu dem gleichen Ergebnis (dabei fließt der Strom in einer definierten Richtung).

Dies kann auch folgendermaßen dargestellt werden:

1. Die Öffnung des Transistors 205 und die positive Halbwelle des Trägers ergeben einen in einer Richtung fließenden Strom.

2, Die Öffnung des Transistors 206 und die negative Halbwelle doc; Trägers ergeben einen Strom, der in gleicher Richtung

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Kondensator $08 entkoppelten Widerstand JQ? an der positiven Klemme einer Speisespannungsquelle V und an der mit der Hasse verbundenen negativen Klemme der gleichen Quelle V. Die zwei Widerstände 305 und 306 sind ebenfalls über den Widerstand mit der positiven Klemme der (Juelle V und mit der Masse verbunden. Der Kollektor des Transistors 304 ist bei A mit einem Kondensator 312 verbunden, der in Reihe mit einem Widerstand 314· liegt, welcher bei C mit dem Emitter eines Transistors 320 in Basisschaltung verbunden ist, wobei dieser Transistor beispielsweise vom HEN-Typ ist. Der Emitter des Transistors 504 ist bei B mit einem Kondensator 311 verbunden, der mit einem Widerstand 313 in Reihe liegt, welcher bei D mit dem Emitter eines Transistors 319 in Basisschaltung verbunden ist, wobei dieser Transistor komplementär zum Transistor 320 ist, mit dem er ein Paar bildet. Ein Widerstand 315 und eine Diode 317 sind zwischen dem Punkt D und die Eingangsklemme 302 und die Masseklemme geschaltet. Ein Widerstand 316 und eine Diode 318 liegen zwischen G und jeweils der Eingangsklemme 302 und der Hasse. Die Kollektoren der zwei Komplementärtransistoren 319 und 320 sind über zwei Kondensatoren 327 und 328 zusammengeschaltet und liegen bei E an einem Ende eines Belastungswiderstandes 329» der die Ausgangsklemme S darstellt. Die Komplementärtransistoren 319 und 320 sind in bekannter Weise vorgespannt. Dabei ist der Kollektor von 319 durch einen Widerstand 321, der in Reihe mit einem. Widerstand 325 liegt, welcher durch einen ε±±

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liegenden Kondensator 323 entkoppelt ist, mit einer negativen · \ Klemme einer ersten Potentialquelle - U verbunden, deren posi- , tive Klemme an Masse liegt. Der Kollektor 320 ist durch einen } Widerstand 322_t der in Eeihe mit einem Widerstand 326 liegt, \ welcher durch einen an Masse liegenden Kondensator 32^zt- entkoppelt 1st, ioit einer positiven Klemme einer zweiten Potentialquelle ti verbunden, deren negative Klemme an Masse liegt.

Wenn die Trägerfrequenz an die Eingangsklemme 301 angelegt wird, so sind die an den Punkten A und B auftretenden Trägerspannungen in Phasenopposition, wobei ihre Amplituden durch Regelung der Werte der Widerstände 309 und 310 gleich eingestellt sind. Xn einer ersten Phase, bei der die Halbwellen der Trägerfrequenz das Potential von A positiv und dasjenige von B negativ machen, sind die zwei Transistoren 319 und 320 gesperrt, woraus folgt, daß in dem Belastungswiderstand 329 kein Strom fließt. In einer zweiten Phase, bei der die Halbwellen der Trägerfrequenz das Potential von A negativ und dasjenige von B positiv machen, sind die zwei Transistoren 319 und 320 leitend, An den Kollektoren der zwei Komplementärtransistören 319 und 320 treten gegeneinander gerichtete Ströme auf. woraus folgt, daß auch nunmehr in dem Belastungswiderstand 329 kein von dem Träger herrührender Strom.fließt.

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Wenn die Signalfrequenz an die Eingangskiemme 302 gelegt wird, wobei die Transistoren 319 und 320 durch die Trägerfrequenz wie vorstehend ausgeführt gesteuert sind, so wird im Verlauf der- ersten Phase, während der das Komplementärtransistorpaar 319 und 320 gesperrt ist, das Signal nicht auf den Belastungswiderstand 329 übertragen. Während der zweiten Phase, bei der die Transistoren 319 und 320 leitend sind, wird das Signal durch die zwei Transistoren in Basisschaltung mit der gleichen Phase'zum Belastungswiderstand 329 übertragen.

Eine derartige Schaltung stellt somit einen Unterbrecher-Modulator dar, der im Rhythmus der Trägerfrequenz arbeitet und die Gewinnung der gesamten Modulationsprodukte mit etes· Ausnahme der Trägerfrequenz am Ausgang ermöglicht. Die Dioden 317 und 3I8 sind gesperrt, wenn die Transistoren 319 und leitend sind und umgekehrt= Daraus folgt, daß während der ersten Phase die Dioden leitend sind und ihre geringe Impedanz die Entkopplung zwischen den zwei Eingängen 301 und gewährleistet. Während der zweiten Phase sind die Transistoren leitend, ihre Eingangsimpedanz sowie die Kopplung awisciten den Eingängen 301 und 302 ist sehr gering, und die Dioden gewährleisten somit die ständige Regelmäßigkeit der Mngangsiapedanz und der Entkopplung zwischen den Eingängen 301 und 302.

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Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die einander zugeordneten Komplementärtransistoren in Emitterschaltung geschaltet und an ihrer Basis erregt sein.

In der !Figur 7 sind zur Bezeichnung der gleichen Elemente wie in der Figur 6 gleiche Bezugszeichen oder mit einem Apostroph versehene Bezugszeichen verwendet. Fach Figur 7 sind die Punkte A und B einerseits durch die Widerstände 314 und 313 "bei C und D mit den Emittern eines ersten Komplementärtransistorpaares 320 und 319 in Basisschaltung und andererseits durch die Widerstände 313' und 314' bei D¹ und C mit den Emittern eines zweiten Komplementärtransistorpaares 319' und 320' verbunden, die gleichfalls in Basisschaltung geschaltet sind. Die Kollektoren der Transistoren gleicher Polarität, die zum einen und zum anderen Paar gehören, sind bei Q bzw. R direkt miteinander verbunden, während ihre "Emitter jeweils bei A und B in Phasenopposition geschaltet sind. Zwei Widerstände 315 und 316 oder 315' und 316' verbinden jeweils D und C oder D¹ und C mit einer Klemme N oder M.. Die zwei Klemmen H und N sind durch zwei Kondensatoren 338 und 339 mit der Kollektorelelctrode bzw» der Emitterelektrode eines Transistors 330 verbunden, dessen Basis über einen Kondensator 331 an der Eingangsklemme 302 des frecjuenzsignals liegt. Der Transistor 330 ist entsprechend dem Transistor 304 durch die Widerstände 332 und 333 vorgespannt, deren Mit-

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telpunkt mit der Basis verbunden ist. Die Enden dieser Widerstände liegen an Masse und über einen Widerstand 354, der durch den Kondensator 355 entkoppelt ist, an einer Spannungsquelle und sind mit dem zwischen den Kollektor und die Quelle V geschalteten Widerstand. 336 sowie mit dem zwischen dem Emitter und der Masse liegenden Widerstand 337 verbunden.

Aus der Wirkungsweise der Schaltung gemäß Figur 6 ergibt sich, daß die zwei Transistoren eines gleichen Paares während der gleichen Halbwellen der Trägerfrequenz gesperrt oder leitend sind, Jedes der in J&gur 7 dargestellten Paare arbeitet bezüglich der Trägerfrequenz in gleicher Weise, so daß diese am Ausgang vollständig beseitigt ist.

Von einem Paar zum andern sind ^jedoch die Verbindungen »wischen den Emittern der Transistoren gleicher Polarität und dfett ■^lelctroden des Transistors 304 gekreuzt, wodurch das erste Transistorpaar 319 noa 320 leitend sein wird, wenn das »weite Transistorpaar 3i9" toad $20' gesperrt ißt und umgekehrt, tür die Halbwellen der i&rSgerf requen», welche ein Leitendwerden des ersten Transistorpaares 3^9 und 320 bewirken, wird das von K abgenommene Signal in den Belastungswiderstimd 329 übertragen. Für diejenigen Halbwellen der Trägerfrequenz, welche ein Leitendwer&en des zweiten Transistorpaares 319' und 32O^[ bewirken _T wird das von M abgenommene Signal in den

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Belastungswiderstand 529 übertragen. Aufgrund der Tatsache, daß M und Ή mit den Kollektor- und-Emitterelektroden des mit der Signalfrequenz gespeisten Transistors 330 verbunden sind, sind ihre Spannungen in Phasenopposition. Die Schaltung gewährleistet somit eine Modulation durch Umkehrung, wobei die Signalfrequenz f am Ausgang beseitigt ist.

In dieser Schaltung regeln die Dioden 317 und 318, 317' und 318' die Eingangsimpedanz und gewährleisten eine sehr geringe Kopplung zwischen den Eingangsklemmen.

Es ist selbstverständlich, daß die vollständige Beseitigung des Trägers gemäß der Wirkungsweise beider Schaltungen nur rein theoretisch in dieser Weise der Fall ist. Tatsächlich tritt eine stabile Dämpfung größer als 5 Neper auf, und dieses Ergebnis ist besser als der durch die Internationale Normung vorgeschriebene Dämpfungswert von 4 Neper.

Die BasiBschaltung der Transistoren 319, 319' und 320, 320' wurde alß bevorzugtes Ausführungsbeispiel gewählt, aber es j führt auch eine Emitterschaltung dieser Transistoren zu

j vergleichbaren Ergebnissen.

In figur 8 ist ein Unterbrecher-Modulator mit drei unsymmetrie sehen Zugangsklemmen bezüglich der Masse dargestellt.. Diese

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drei Klemmen werden gebildet von einer ersten Eingangskiemme 4-01, an der die Trägerfrequenz F angelegt werden kann, einer zweiten Eingangsklemme 402, an der die ankommende Frequenz f angelegt werden kann, und einer Ausgangskiemme 403, zu der die Modulationsprodukte (F + f) (F - f) übertragen werden können- Die Eingangsklemme 401 ist über einen Kondensator 4C4 mit der Basis eines Transistors 405 in Emitterschaltung verbunden. Dieser Transistor 405 ist in bekannter Weise vorgespannt« Dazu ist die Basis mit dem den zwei Widerständen 407 und 408 gemeinsamen Punkt verbunden, der Emitter liegt über einen Widerstand 409 an Masse und der Kollektor ist mit einem Widerstand 410 verbunden, der mit einem durch den Kondensator 412 entkoppelten Widerstand 411 in Reihe liegt, welcher mit einer Klemme mit negativer Spannung -V verbunden ist. Der Widerstand 407 ist dabei mit dem den Widerständen 410 und 411 gemeinsamen Punkt verbunden.

Der Kollektor des Transistors 405 liegt über einen mit einem Widerstand 415 in Reihe geschalteten Kondensator 413 "bei P an einer ersten Elektrode einer ersten Diode 417, die bei C mit einer zweiten Diode 418 in Reihe geschaltet ist. Der Emitter des Transistors 405 ist über einen mit einem Widerstand 416 in Reihe geschalteten Kondensator 414 bei Q mit einer ersten Elektrode deo Diode 418 verbunden, wobei die ersten Elektroden der in Reihe geschalteten Dioden 417 und 418 von entgegengesetzter Polarität sind.

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Die Eingangskiemme 402 liegt an der den zwei Widerständen 42Q und 421 gemeinsamen Verbindung, wobei diese "beiden Widerstände mit den zwei ersten Elektroden der Dioden 418 und 417 verbunden sind. Die zwei zweiten Elektroden der Dioden 417 und 418, die bei C miteinander verbunden sind, liegen gemeinsam an der Ausgangsklemme 403, die von einem Ende eines Belastungswiderstandes 419 gebildet ist, dessen anderes Ende an Masse liegt. Eine Diode 423, die mit einem an Masse liegenden Widerstand 425 verbunden ist, und eine Diode 422, die mit einem an Masse liegenden Widerstand 424 verbunden ist, sind bei P und Q angeschlossen.,

Die in figur 8 dargestellte Schaltung arbeitet folgendermaßen: Wenn die Trägerfrequenz 3? an die Eingangsklemme 401 angelegt wird, so sind die bei A und B auftretenden Spannungen in Hiasenopposition, wobei ihre Amplituden durch Regelung der Widerstände 409 und 410 auf gleichen Wert eingestellt sind.

In einer ersten Phase, nämlich bei den Halbwellen der Trägerfrequenz ]?, die das Potential des Kollektors negativ und das Potential des Emitters positiv machen, d.h. das Potential bei P negativ und das bei Q positiv, sind die Dioden 417 und 418 beide gesperrt und daraus folgt, daß in dem Belastungswiderstand 419 kein Strom fließt.

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In einer zweiten Phase, nämlich für die Halbwellen der Trägerfrequenz F, welche das Potential des Kollektors positiv und das des Emitters negativ machen, d.h. die Potentiale bei P positiv und bei Q negativ, sind die Dioden 417 und 418 beide leitend, aber aufgrund der zwischen den zwei Kreisen, Kollektor von 405 - Diode 417 und Emitter von 405 - Diode 418_/bestehenden Symmetrie hebt sich die Spannung bei C auf, und in dem Belastungswiderstand kann kein vom Träger herrührender Strom auftreten.

Wenn die ankommende Frequenz f an die Eingangskiemme 402 gelegt wird und diese Frequenz einen genügend geringen Pegel aufweist, so daß der Zustand der Dioden 41? und 418 durch die Trägerfrequenz F gesteuert wird, erfolgt eine

Übertragung der ankommenden Frequenz /durch die zwei Dioden 417 und 418 nur während der Halbwellen der Frequenz F, während der die Dioden leitend sind.

Eine derartige Schaltung stellt somit einen Modulator mit Unterbrechung der ankommenden Frequenz f im Rhythmus der Trägerfrequenz F dar, die im Ausgangs Spektrum zusammen mit allen ihren Komponenten vollständig beseitigt ist. Es ist zu erkennen, daß die bei A zusammengeschalteten Dioden 423 und 422 gesperrt sind, wenn die Dioden 417 und 418 leitend sind und umgekehrt* Daraus folgt, daß während der ersten Phase, bei der die Dioden 423 und 422 leitend sind, ihre

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geringe Impedanz die Entkopplung zwischen den zwei Zugangsklemmen 401 und 402 gewährleistet. Während der zweiten Phase wird diese Entkopplung durch die Dioden 417 und 418 erreicht

* Die zwei Dioden 425 und 422 sind zur Gewährleistung des eigentlichen Betriebs des Modulators nicht unbedingt erforderlich, aber sie ermöglichen es, die Eingangsimpedanz an der Klemme 402 auf einen konstanten Wert zu halten und die Entkopplung zwischen den Klemmen 401 und 402 zu verbessern,.

Figur 9 stellt eine zweite, mit Umkehrung arbeitende Modulatοrart dar. In dieser Figur sind die den Elementen der Figur 9 entsprechenden Bauteile mit gleichen Bezugszeichen oder mit Bezugszeichen, die mit einem Apostroph versehen sind, bezeichnet.

Nach Figur 9 ist der Kollektor von 405 über den Kondensator 415 einerseits mit dem Widerstand 415 verbunden, der bei P an zwei hintereinander geschalteten ersten Dioden 417 und 418 liegt, und andererseits an einen Widerstand 415' angeschlossen, der bei P¹ mit zwei hintereinander geschalteten zweiten Dioden 417' und 418' verbunden ist. Desgleichen ist der Emitter über den Kondensator 414 einerseits mit dem Widerstand 416, der bei Q an zwei hintereinander geschalte-

• ten ersten Dioden 418 und 417 liegt, und andererseits mit einem Widerstand 416' verbunden, der bei Q' an zwei hintereinander geschaltete zweite Dioden 418' und 417' angeschlos-

109882/02B4 bn> ommu.

sen ist. In den Punkten P und P' sind die Widerstände 415 und 415' mit Klemmen entgegengesetzer Polarität der Dioden 417 und 417' verbunden. In gleicher Weise sind die Widerstände 416 und 416' bei Q und Q" jeweils mit zwei Elektroden entgegengesetzter Polarität der Dioden 418 und 418' verbunden«,

Die vier Dioden 417 - 4-18 und 417' - 4-18' sind bei D an einem Ende des Bolastungsxjiderstandes 419 zusammengeführt, wobei dieses Ende die Ausgangsklemme 403 bildet. In dieser Schaltung wird die mit der ankommenden Frequenz f gespeiste Klemme einerseits von der den Widerständen 421 - 422 gemeinsamen Klemme oder andererseits von der den Widerständen 421' - 422^! gemeinsamen Klemme gebildet. Die Speis#ung erfolgt dabei jeweils über einen Kondensator 433 oder einen Kondensator 434 und den Kollektor ader den Emitter eines Transistors 406, dessen Basis mit der Eingangsklemme 402 über einen Kondensator 428 verbunden ist. Der in Emitterschaltung geschaltete Transistor 406 ist in der in Figur 9 dargestellten, bekannten Weise vorgespannt.

In einer ersten Phase, nämlich für die Halbwellen der Trägerfrequenz welche das Potential bei P und P' negativ machen und das Potential bei Q und Q' positiv ist, sind die zwei ein orates Paar bildenden Dioden 417 und 418 gesperrt, während die ein zweites Paar bildenden zwei Dioden 417' und 418' lei-

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tend sind. In der zweiten Phase sind die Potentiale bei P und P.¹ positiv und die Potentiale "bei Q und Q' negativ. Domgemäß sind die Dioden 417 - 418 leitend und die Dioden 417' - 418' .sind gesperrt. Daraus folgt, daß bei Anlegung der ankommenden Frequenz f an der Klemme 402 der Modulationsstrom während der zwei angeführten Phasen mit Umkehrung der ankommenden Frequenz f von einer Phase in die andere zum Belastungswiderstand 419 übertragen wird. Eine derartige Schaltung stellt somit einen Umkehr-Modulator dar, bei dem der Mo-dulat ions strom keine Komponente mit der Trägerfrequenz F aufweist.

In Figur 9 wurden die Elemente wie 423 - ^25 und 422 - 424 nicht dargestellt, die in Figur 8 bei P und Q angeschlossen sind. Diese Elemente können in Figur 9 "bei P und Q angeschlossen werden, und gleiche Elemente können mit P' und Q¹ verbunden werden, um eine Kegelmäßigkeit der Eingahgsimpedanz des Modulators und eine bessere Entkopplung zwischen den Klemmen 401 und 402 zu gewährleisten.

Im folgenden soll eine Gesamtauswertung der verschiedenen Schaltungen vorgenommen v/erden.

Bezüglich des Ausgangsspektrums können die verschiedenen erfindungsgemäßen Modulatoren in folgender Weise eingeteilt werden:

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Figur 1 (Unterbrechung) F + f f 2KP

Figuren 6, 8 (Unterbrechung) F + f f

Figuren 2,3,4-,5 (Umkehrung) F + f 2KF

Figuren 7,9 (Umkehrung) F + f

Unter "P + f" ist dabei die Reihe der Komponenten P + f, 3F + f, 5Ϊ¹ + f, usw. zu verstehen, die im Prinzip mit den Koeffizienten der ungeradzahligen, harmonischen Reihe 1/1, 1/3, 1/5, usw. zu versehen sind.

Es ist zu erkennen, daß die Schaltungen mit Komplementär-■transistoren der Figuren 7 und 8 ebenso wie die Schaltungen mit Dioden (Figur 9» 6) keine Komponenten 2KF liefern, was einen beträchtlichen Vorteil darstellt.

Die Schaltungen mit Transistoren gleicher Polarität (Figuren 1,2,3,4,5) haben den Vorteil, daß sie wesentlich einfacher aufgebaut sind. Unter diesen Schaltungen zeichnen sich die Schaltungen der Figuren 4 lind 5 durch ihren symmetrischen Aufbau aus, der ihnen stabilere Betriebsbedingungen verleiht.

Der gleiche symmetrische Aufbau und auch die gleichen Vor-

6, teile liegen bei den Schaltungen der Figuren/7,8,9 vor.

Die swei ersteren betreffen Modulatoren mit Komplementärtransistoren. Bei den zwei letzteren Schaltungen wird die Aufgabe der Transistoren von den Dioden übernommen.

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Schaltung der Figur 6 zeichnet sich durch äußerste Einfachheit aus, da sie lediglich zwei Komplementärtransistoren aufweist. Es ist jedoch bei dieser Schaltung nicht die gleiche Sicherheit der Regelmäßigkeit der Impedanz gegeben wie bei den anderen=

Im Vergleich zum Ringmodulator weisen alle Schaltungen mit Transistoren den Vorteil eines Leistungsgewinns auf. Dieser Vorteil ist besonders bei einem kleinen Verhältnis von Signal/Rauschen von Bedeutung, da er zu einer Erhöhung dieses Verhältnisses führt.

Die Entkopplung der Impedanzen vor und hinter dem Modulator 1st ausgezeichnet, während es beim Ringmodulator aufgrund seiner vollkommenen Doppelseitigkeit erforderlich ist, bei der Anpassung im Fall von selektiven Abschlüssen erhebliche Vorsichtsmaßnahmen zu ergreifen. Andernfalls ergeben sich dadurch Verformungen bei den Dämpfungs-Frequenz-Kurven der Filter, die um einen Ringmodulator angebracht sind» Dieser Nachteil ist bei den erfindungsgemaßen Modulatoren beseitigt,

Einschleif-In der Schaltung der Figuren 9 und 6 sind der awiderstand (19) sowie die Nebenschlußwiderstände $24 und-125) eine Ursache für die Kopplung zwischen der Quelle mit der Trägerfrequenz F und der Signalquelle. Um diese Kopplung auf einen geringen Vert zu verringern, müssen diese Widerstände sehr klein gemacht werden, und gegebenenfalls ist am

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- 4-T -

Ausgang ein Verstärker mit niedriger Eingangsimpedanz anzubringen,. Es ist bekannt, derartige Verstärker mit einer Eingangsimpedanz von beispielsweise etwa ein Ohm zu schaffen, die mit einer Spannungsgegenkopplung ausgerüstet sind.

Der Vorteil der zwei Modulatoren mit Dioden der Figuren 9 und 6 gegenüber den Modulatoren mit Transistoren besteht darin, daß sie für den Betrieb bei einer höheren Frequenz geeignet sind. Bekanntlich ist die Umschaltzeit einer Diode geringer als diejeines Transistors, Folglich können die Schaltungen vorteilhafterweise für Frequenzen von beispielsweise einigen zehn Megahertz verwendet werden.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1. Elektronischer Modulator für Übertragungskreise mit einem Paar von Signaleirigangsklemmen, einem Paar von Trägerfrequenzeingangski emmen und einem Paar von Ausgangsklemmen für die umgesetzte Frequenz, gekennzeichnet durch einen Ausgangswiderstand, der zumindest zwei Festkörperbauteilaials gemeinsame Belastung dient und die Beseitigung von zumindest einer Störfrequenz in dem Ausgangsspektrum gewährleistet, wodurch die Vermeidung von symmetrischen Eingangs- und Ausgangsübertragern und folglich ein integrierte?Aufbau ermöglicht wird.

2. Unterbrecher-Modulator nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß er zwei Transistoren gleicher Polarität in Basisschaltung aufweist, deren Kollektoren gemeinsam von einer Gleichstromquelle über einen einzigen Belastungswiderstand gespeist sind, daß der Emitter eines ersten der Transistoren mit einer Signalquelle f üb ei· einen Widerstand und mit einer Trägerfrequenzquelle F über einen Widerstand verbunden ist, daß die Trägerfrequenzquelle außerdem über eine Kapazität an die Basis eines dritten Transistors in Emitterschaltung angelegt ist, wobei der durch einen Widerstand belastete Kollektor

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dieses dritten Transistors durch eine Kapazität mit dem Emitter des zweiten Transistors verbunden ist»

Umkehr-Kodulator nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß er zwei Transistoren gleicher Polarität in Basisschaltung aufweist, deren Kollektoren gemeinsam von einer Gleichstromquelle über einen einzigen BelaGtungEwiderstand gespeist sind, daß der Emitter eines ersten der Transistoren mit einer Signalquelle f und einer Tx-ägerfrequenzquelle F über ein aus drei Widerständen bestehendes Netzwerk verbunden ist, daß die Signalquelle und die Trägerfrequenzquelle außerdem über eine Kapazität an der Basis eines dritten Tranaistors in Emitterschaltung liegen, dessen mit einem Widerstand belasteter Kollektor über eine Kapazität mit dem Emitter des zweiten der beiden Transistoren verbunden ist.

Umkehr-Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei Transistoren gleicher Polarität besitzt, deren Kollektoren gemeinsam von einer Gleichstromquelle über einen einzigen Widerstand gespeist sind, d.h. einen ersten Transistor in Basisschaltung mit einem zweiten Transistor in Emitterschaltung, wobei eine Signalquelle f und eine Trägerfrequenzquelle F an den Emitter des ersten Transistors und an die Basis des zweiten Transistors über ein aus drei Widerständen bestehendes Netzwerk angelegt sind«.

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■ -Mf.

_ 44 _

5« Modulator nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Emitter des einen Transistors und die Masse eine Diode eingeschaltet ist.

6. Umkehr-Modulator, dadurch gekennzeichnet. daß er zwei Transistoren gleicher Polarität aufweist, die in Basisschaltung geschaltet sind, daß eine Trägerfrequenzquelle Έ über eine Kapazität an,die Basis eines dritten Transistors gelegt ist, der als symmetrischer Phasenschieber mit einem Widerstand in dem Kollektorkreis und einem Widerstand in dem Emitterkreis geschaltet ist und zwei gegeneinander gerichtete Ausgangsspannungen mit der Trägerfrequenz 1 an die Emitter der zwei ersten Transistoren über zwei Widerstands-Kapazitäts-Netzwerke legt, und daß eine Signalquelle f über eine Kapazität an die Basis eines vierten Transistors gelegt ist, der als symmetrischer Phasenschieber mit einem Wi- ** derstand in dem Kollektorkreis und einem Widerstand in dem Emitterkreis geschaltet ist und zwei gegeneinander gerichtete Spannungen mit der Signalfrequenz an die zwei Emitter der Transistoren über zwei Kapazitäts-Widerstands-.Netzwerke legt.

7. Modulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß zwei Dioden jeweils zwischen die Emitter der Transistoren und die Masse geschaltet sind.

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8= Modulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Transistoren in Emitterschaltung geschaltet und an ihrer Basis erregt sind,

9■ Umkehr-Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er zwei Komplementärtransistoren und eine einzige Batterie aufweist.

10. Umkehr-Modulator nach Anspruch 9₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Minuspol einer Batterie mit dem Kollektor eines ersten PNP-Transistors verbunden ist, dessen Emitter über einen Belastungswiderstand an Masse liegt, daß ein mit dem Emitter eines zweiten ϊϊΡΝ-Transistors in Reihe liegender Widerstand vorgesehen ist, wobei der Kollektor dieses zweiten Transistors über den Belastungswiderstand an Masse liegt und die Basis des ersten Transistors mit der Masse über einen Vorspannungswiderstand verbunden ist, daß die Basis des zweiten Transistors mit dem Emitter des gleichen Transistors über einen Vorspannungswiderstand und mit der Basis des ersten Transistors über eine Kapazität verbunden ist, und daß eine Trägerfrequenzquelle Έ und eine Signalquelle f an die Basis des

ersten Transistors über Jeweils einen von zwei Wider- > ständen angelegt sind.

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11.Unterbrecher-Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Komplementärtransistorpaar in Basisschaltung vorgesehen ist, dessen Kollektoren mit Widerständen belastet sind und desssn Emitter einerseits durch zwei in Phasenopposition liegende Ausgangsspannungen eines symmetrischen Phasenschiebertransistors erregt sind, welcher an seiner Basis durch eine Trägerfrequenzquelle F und andererseits parallel über zwei Widerstände von einer Signalquelle f gespeist ist, wobei die Emitter der Transistoren des Paaras über zwei Kondensatoren mit einer Klemme eines gemeinsamen Belastungswiderstandes verbunden sind, dessen andere Klemme an Masse liegt.

12. Umkehr-Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Komplementärtransistorenpaare und ein erster symmetrischer Phasenschieber mit zwei Ausgangsklemmen vorgesehen sind, welcher von einer Trägerfrequenzquelle W gespeist ist, daß ein zweiter symmetrischer Phasenschiebertransistor mit zwei Ausgangsklemmen von einer Signalquelle f gesteuert ist. daß jeder der Kollektoren eines ersten Komplementärtransistorpaares in Basisschaltung mit einem Widerstand belastet ist und die Emitter durch die Klemmen über zwei Widerstände und durch die Klemme über zwei Widerstände erregt sind, daß jeder der Kollektoren eines zweiten Komplementärtransistorpaares in Basisschaltung mit dem Kollektor gleicher Polarität des ersten Paarea verbunden ist und die Emitter über Kreuz durch die Klemmen über

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zwei Widerstände und durch die Klemme über zwei Widerstände erregt sind, und daß ein gemeinsamer Belastungswiderstand mit. einer Klemme mit den den Kollektoren der zwei Transistoren einer ersten Polarität gemeinsamen Punkt über einen Kondensator und. mit dem den Kollektoren der zwei Transistoren einer zweiten Polarität gemeinsamen Punkt verbunden ist und daß die andere Klemme dieses Belastungswiderstandes an Masse liegt.

Hodulator nach den Ansprüchen 11 oder 12, dadurch g e -

miteinander kennz eichnet, daß die paarweise/verbundenen , Komplementärtransistoren in unittersehaltung geschaltet und an der Basis erregt sind.

14, Modulator nach den Ansprüchen 11, 12 oder I3, dadurch gekennz ei chnet, daß eine Diode zwischen jeden Erregungspunkt der paarweise miteinander verbundenen Komplementärtransistoren zur Regelung der Impedanz einge s ehalt et i st.

15, Unterbrecher-Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein als symmetrischer Phasen-

\ schieber geschalteter Transistor mit zwei Ausgangsklemmen !

vorgesehen ist, der an seiner Basis von einer Trägerfre- j

t. quenzquelle F gespeist ist, daß die Ausgangsklemmen über

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zwei Kapazitäts-Widerstands-Netzwerke zwei entgegengesetzt gerichtete Moden steuern, die über einen gemeinsamen Widerstand an Masse liegen, und daß eine Signalquelle f die zwei Dioden im Mittelpunkt einer Widerstandsbrücke speist, die sie zusammenführt.

16.. Unterbrecher-Modulator nach Anspruch 15-, dadurch g e kennz e ichnet, daß die Dioden zur Regelung de3? Impedanz zwischen jede der Dioden und die Masse und vorzugsweise in Reihe mit einem Widerstand geschaltet sind,

17- Umkehr-Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster als symmetrischer Phasenschieber geschalteter Transistor mit zwei Ausgangsklemmen vorgesehen ist, der an seiner Basis durch eine Trägerfrequenzquelle F gespeist ist, daß ein zweiter als symmetrischer Phasenschieber geschalteter Transistor mit zwei Ausgangsklemmen vorgesehen ist, der an seiner Basis durch eine Signalquelle f gespeist ist, daß eine erste Anordnung aus zwei parallelen Zweigen mit jeweils einem Widerstand und einer Diode vorgesehen ist, von denen die eine in entgegengesetzter Richtung zu der im anderen Zweig angeordneten Diode . geschaltet ist, daß ein Ende der Anordnung mit der Klemme verbunden ist und das andere Ende an einem Ende eines an Masse liegenden Widerstandes verbunden ist, daß eine entsprechend der creten Anordnung aufgebaute zweite Anordnung

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vorgesehen ist, deren eines Ende mit der Klemme und deren anderes Ende mit dem Ende des Widerstandes verbunden ist, daß eine erste Widerstandsbrücke die zwei verschieden gerichteten Dioden aus den zwei verschiedenen Anordnungen miteinander verbindet, wobei der Mittelpunkt dieser Brücke an der Klemme M liegt, und daß eine zweite Widerstandsbrücke die zwei anderen Dioden verbindet und der Mittelpunkt dieser Brücke an der Klemme M liegt.

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