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Bes ##reibung zum Patentgesuch Mischschaltkreis für die Erzeugung
der Summen-oder Differenzfrequenz zweier Eingangsfrequenzen" Die Erfindung betrifft
einen Mischschaltkreis zur Erzeugung der Summen- oder Differenzfrequenz einer ersten
Eingangsfrequenz hoher Amplitude und einer zweiten Eingangsfrequenz niedriger Amplitude
mit einem Diodenringmodulator, einem galvanisch mittenangezapften Ausgangsnetzwerk
und einem Eingangstransformator, an dessen Primärwicklung die erste Eingangsfrequenz
angelegt ist, und der symmetrische Sekundärwicklungen aufweist, deren äußere Klemmen
mit einer Diagonale des Ringmodulators verbunden sind, während ihre inneren Klemmen
mit der zweiten Eingangsfrequenz gespeist werden, wobei eine Einrichtung für die
Symmetrierung des Mischers vorgesehen ist, um die erste Eingangsfrequenz am Ausgang
des Mischschaltkreises auszubalancieren.
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Derartige Mischschaltkreise finden vielfältige Anwendung in sogenannten
Frequenzsynthesegeräten, in denen eine erste hohe Frequenz mit hoher Amplitude mit
einer zweiten wesentlich niedrigeren Eingangsfrequenz, die auch eine wesentlich
niedrigere Amplitude besitzt, gemischt werden soll, wonach die Summen- oder Differenzfrequenz
mittels nachgeschalteten Filtern ausgesiebt wird. Sehr oft sind die beiden zu mischenden
Frequenzen sehr unterschiedlich, so daß die sich ergebende Ausgangsfrequenz nahe
bei der höheren Eingangsfrequenz liegt. Aus diesem Grunde muß verhindert werden,
daß diese höhere Eingangs£quenz am Mischerausgang erscheint, da sie eventuell durch
das nachgeschaltete Filter nur ungenügend gedämpft wird.
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Es ist bekannt, daß die Unterdrückung der Eingangsfrequenz höherer
Amplitude am Ausgang des Mischers dann erfolgreich ist, wenn der Mischer vollständig
symmetriert ist. Der Diodenringmodulator bildet ja eine Brückenschaltung, und es
ist bekannt, daß mit Hochfrequenz beaufschlagte Brückenschaltungen sowohl bezüglich
der Amplitude als auch bezüglich der Phase abgeglichen werden können oder müssen.
Zu diesem Zweck hat man beispielsweise zwei Diagonalpunkte der Brücke über einstellbare
Kondensatoren an Masse gelegt, oder man hat das Ausgangsnetzwerk an die Schleifer
von Potentiometern gelegt, die jeweils zwei Dioden des Ringmodulators miteinander
verbinden. Andererseits ist es insbesondere für sehr hohe Frequenzen ausserordentlich
schwierig, einen Hochfrequenztransformator herzustellen, dessen beide Sekundärwicklungen
ideal symmetrisch sind. In den allermeisten Fällen ist ein späterer Abgleich
erforderlich.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Mischer der eingangs genannten
Gattung zu schaffen, bei dem dieser Abgleich so erfolgt, daß sowohl Unsymmetrieren
der verwendeten Dioden als auch Unsymmetrieren des Eingangstransformators ausgeglichen
werden. Zugleich sollen die Nachteile der bekannten Abgleichsysteme, nämlich die
Frequenzabhängigkeit bei einem Abgleich mittels Einstellkondensatoren und die Hochfrequenzleistungsverluste
bei Verwendung von Potentiometern, wobei zusätzlich noch eine gewisse Frequenzabhängigkeit
infolge der Streukapazitäten auftritt, vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die inneren
Klemmen der Sekundärwicklungen mittels eines Kondensators gekoppelt sind, der für
die zweite Eingangsfrequenz eine niedrige Impedanz aufweist, und daß jede der inneren
Sekundärwicklungsklemmen mit einem individuell einstellbaren Balancier-Gleichstrompoential
relativ zu der Ausgangsmittenanzapfung beaufschlagt ist für die Vorspannung derjenigen
beiden Modulatordioden, die mit einem gemeinsamen Anschlußpunkt an die Ausgangsklemme
der betreffenden Sekundärwicklung angeschlossen sind.
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Die Anordnung gemäß der Erfindung arbeitet folgendermaßen: Während
jeder Halbwelle der ersten Eingangsfrequenz sind zwei Dioden des Ringmodulators
leitend. Die Veränderung je eines Gleichspannungspotentials verschiebt den Arbeitspunkt
von je einer Diode dieser abwechselnd leitenden Diodenpaare relativ zueinander,
so daß schließlich ein vollständiger Abgleich erzielt wird. Da die etwaige Unsymmetrie
der Sekundärwicklungen
des Eingangstransformators in diesem Abgleich
mit berücksichtigt wird, brauchen an diesem keine Ableichseingriffe mehr vorgenommen
zu werden. Da der Abgleich mittels Gleichpotentialen erfolgt, besteht keine Frequenzabhängigkeit.
Beide aleichspannungspotentiale werden abwechselnd oder auch gleichzeitig verändert,
bis am Ausgangsnetzwerk die erste Eingangsfrequenz verschwindet.
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Der Ausgang des Mischers erfolgt vorzugsweise in an sich bekannter
Weise über einen Ausgangstransformator, dessen Primärwicklung mit dem Ringmodulator
verbunden ist, und eine Mittenanzapfung aufweist. Diese Mittenanzapfung kann beispielsweise
verbunden sein mit der Mittenanzapfung einer Gleichspannungsquelle, deren positive
und negative Klemme Je an einen Anschluß zweier Potentiometer gelegt sind, an deren
Schleifern die Abgleichpotentiale zur Verfügung stehen. Eine hochfrequenzmäßige
Entkopplung kann dadurch erfolgen, daß zwischen die Potentiometerschleifer und die
inneren Enden der Eingangstransformator-Sekundärwicklungen Hochfrequenzsperren in
Form von Drosseln gelegt werden.
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Es sei darauf hingewiesen, daß gemäß einem älteren Vorschlag der
Anmelderin ein Mischschaltkreis bekannt ist, bei dem der Eingangstransformator für
die erste Eingangs frequenz künstlich symmetriert ist. Diese Schaltungsanordnung
hat aber den Nachteil, daß eine gewisse Frequenzabhängigkeit vorliegt, so daß auch
hier die Symmetrierung der Eingänge Schwierigkeiten bereitet, welche beim Gegenstand
der vorliegenden Erfindung nicht auftreten.
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Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung näher erläutert werden, die einen Stromlaufplan für einen Mischshaltkreis
gemäß der Erfindung in bevorzugter Ausführungsform darstellt.
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Die Bingangsfrequenz f1 liegt an der Primärwicklung eines Eingangstransformators
lo, der zwei symmetrische Sekundärwicklungen 12 und 14 aufweist. Die inneren Enden
der Sekundärwicklungen 12 und 14, entsprechend der bei bisher bekannten Schaltkreisen
üblichen Mittenanzapfung, sind über einen Kondensator 16 miteinander nur hochfrequenzmäSt
gekoppelt; an diesen Punkt wird die zweite Eingangsfrequenz F2 über einen Koppelkondensator
18 geführt. Der Kondensator 16 ist so dimensioniert, daß er für die zweite Eingangsfrequenz
F2 einen Kurzschluß bildet.
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Die äußeren Enden der Sekundärwicklungen 12 und 14 sind an eine Diagonale
eines Diodenringmodulators 20 geführt, dessen andere Diagonale mit den Klemmen der
Primärwicklung eines Ausgangstransformators 22 verbunden ist. Die Primärwicklung
des Transformators 22 ist mittenqngezapft, und die Mittenanzapfung ist mit Masse
verbunden. Am Ausgang des Transformators 22 erscheint ke Mischfrequenz Fl + F2.
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Die inneren Enden oder Kommen der Sekundärwicklungen 12 und 14 des
Eingangstransformators lo sind über je eine Hochfrequenzdrossel 24 an den Schleifer
je eines Potentiometers 26 geführt, deren Klemmen mit der positiven bzw. negativen
Klemme einer mittenangezapften Gleichspannungsquelle
30 wrbunden
sind. Die Mittenanzaahng der Gleichspannungsquelle 3o ist ebenfalls mit Masse verbunden.
Auf diese Weise fließt beispielsweise der Abgleichstrom von der positiven Klemme
der Gleichspannungsquelle 30 über das linke Potentiometer 26, die linke Drossel
24 zur Sekundärwicklung 14, durch diese Wicklung zum Ringmodulator, durch eine seiner
Dioden, von dort durch die eine Hälfte der Primärwicklung des Transformators 22
zurück zu Masse. Entsprechendes gilt für das den Stromfluß durch das andere Potentiometer
26. Durch aufeinander abgestimmtes Variieren des Schleiferstellung beider Potentiometer
26 läßt sich ein so genauer Abgleich der Schaltungsanordnung erzielen, daß die Unterdrückung
der Frequenz F1 am Ausgang des Transformators 22 bei etwa 80 - loo dB liegt.
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- Patentansprüche -