DE2112920A1

DE2112920A1 - Verstaerkerschaltung fuer ein Hoechstfrequenzsignal,das einerseits amplitudenmoduliert und andrerseits frequenz- oder phasenmoduliert ist

Info

Publication number: DE2112920A1
Application number: DE19712112920
Authority: DE
Inventors: Pierre Guenard
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1970-03-17
Filing date: 1971-03-17
Publication date: 1971-10-14
Also published as: US3676791A; DE2112920B2; FR2082478A5; DE2112920C3; GB1273956A

Description

101 Bd.Murat, Paris 16eme, Frankreich

Verstärkerschaltung für ein Höchstfrequenzsignal, das einerseits araplitudenmoduliert und andrerseits frequenz- oder phasenmoduliert

ist.

Die Erfindung betrifft die Modulationsanordnungen für die Hochfrequenzsignale, die an Elektronenröhren angelegt werden, insbesondere an Höchstfrequenz-Yerstärkerröhren.

Bekanntlich sind zwei prinzipielle Modulationsarten anwendbar, nämlich die Amplitudenmodulation und die Frequenzmodulation.

Bei der ersten Modulationsart wird die Intensität des nutzbaren Elektronenstrahls mit Hilfe einer Steuerelektrode, beispielsweise eines Gitters moduliert, der man das Modulationssignal zuführt, das auf einen solchen Wert eingestellt ist, daß der maximale Strom und damit die maximale Hochfrequenz-Ausgangsleistung für die Modulations^pitzen erhalten wird und der Strom zu Null wird, wenn die Ausgangsleistung Null ist, wodurch der beste Hochfrequenz-Wirkungsgrad erhalten wird«

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Bei der zweiten Modulationsart wird dem Hochfrequenzeingang der Verstärkerröhre ein frequenzmoduliertes Hochfrequenzsignal zugeführt, daa aber eine konstante Amplitude hat, die so eingestellt ist, daß beim Maximum der Amplitude des Eingangssignals das Ausgangssignal so groß wie möglich ist, dji. in der Nähe der Sättigung liegt, unter Berücksichtigung der Einschränkungen, welche durch die erforderliche Linearität in diesem Bereich vorgeschrieben sind. Man erhält dadurch den maximalen Wirkungsgrad. Bei Anwendungsfällen, bei denen das Höchstfrequenzsignal gleichzeitig in beiden Modulationsarten moduliert ist, also sowohl in Amplituden-" modulation als auch- in Frequenzmodulation, tritt jedoch ein schwerwiegender Nachteil in Erscheinung. Dies ist beispielsweise der Fall bei Einseitenbandan Ordnungen oder bei Anordnungen mit unabhängigem Seitenband.

In diesen Fällen ist es nämlich wegen der beschränkten Bandbreite der Modulationselekfcrode nicht möglich, den ausgezeichneten Wirkungsgrad auszunutzen, der der direkten Modulation des Elektronenstrahls zu eigen ist. In der Praxis legt man das Signal mit doppelter Modulation an den Höchstfrequenzeingang der Verstärkerröhre an, was zu einem mittelmäßigen Wirkungsgrad führt. Zwar ist der Wirkungsgrad, wie bereits angegeben wurde, maximal, wenn die Amplitude des Signals am Eingang ein Maximum ist. Wenn die Amplitude jedoch klein ist, beispielsweise in einem Modulationstal, nimmt die Ausgangsleistung annähernd proportional zum Eingangssignal ab, während die der Röhre zugeführte Stromversorgungsleistung konstant bleibt, so daß derWirkungsgrad dann sehr klein wird. Der mittlere Wirkungsgrad der Röhre kann dadurch sehr viel kleiner als die Hälfte des maximalen Wirkungsgrads werden.

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Die Erfindung beruht auf dera Gedanken, die beiden der Höehstfrequenzrönre zugeführten Modulationsarten zu trennen und die Amplitudentnodulation allein an die Steuerelektrode für den Elektronenstrahl anzulegen, während die frequenzmodulierte Hochfrequenz allein dera Hochfrequenzeingang der Röhre zugeführt wird.

Nach der Erfindung ist eine Verstärkerschaltung für ein Höchstfrequenzsignal, das einerseits amplitudenmoduliert und andrerseits winkelmoduliert (phasenmoduliert oder frequenzmoduliert) ist, unter Verwendung einer Höchstfrequenzverstärkerröhre mit einer Elektronenquelle, einer Steuerelektrode für den von der Elektronenquelle emittierten Elektronenstrahl, eine mit einem HP-Eingang und einem HF-Ausgang versehenen Höchsbf requen zver stärkerkre is und einer Elektronen-Fangelektrode dadurch gekennzeichnet, daß an einem HF-Haupteingang, dem das zu verstärkende Signal zugeführt wird, zwei Kanäle angeschlossen sind, von denen der erste Kanal einen Amplitudendetektor und der zweite Kanal einen Amplitudenbegrenzer und ein Filter enthält, daß der Ausgang des ersten Kanals mit der Steuerelektrode der Röhre verbunden ist, und daß der Ausgang des zweiten Kanals mit dem HF-Eingang des Verstärkerkreises der Röhre verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispie1 der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:

Fig.1 eine schematische Darstellung einer Höchstfrequenzverstärkerschaltung nach der Erfindung,

Fig.2 ein Diagramm des zeitlichen Verlaufs des dem Eingang der Schaltung zugeführten Signals und

Fig.3 und 4 Diagramme des zeitlichen Verlaufs der der Verstärkerröhre zugeführten Signale.

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Die in Fig.1 schematisch dargestellte Höchstfrequenzverstärkerröhre 10 besteht aus einer Katode 1, die indirekt durch einen Heizdraht 2 geheizt wird, einer Steuerelektrode 3, im vorliegenden Pail einem Gitter, und einem Höchstfrequenzkreis 4, der beispielsweise durch eine Verzögerungsleitung;· _: , gebildet ist und mit einem Höchstfrequenzeingang 5 und einem Höchstfrequenzausgang 6 versehen ist. Eine FangeIektrode ist dazu bestimmt, die von der Katode 1 abgegebenen Elektronen aufzunehmen. Dieser Verstärkerröhre ist eine Anordnung zugeordnet, die es ermöglicht, das ursprüngliche Höchstfrequenzsignal Sj, das dem Eingang der Anordnung zugeführt wird, in zwei Signale S^ und Sp zu zerlegen.

Die Anordnung 8 , der das ursprüngliche Signal Sy zugeführt wird, und deren Blockachema in Fig.1 gezeigt ist, enthält einerseits eine Detektoranordnung D, auf die eine Verstärkeranordnung A. folgt, wodurch das niederfrequente Modulatimssignal S. der vom Hochfrequenzsignal Sj übertragenen Amplitudenmodulation wiedergegeben wird, und andrerseits einen Amplitudenbegrenzer L, ein Filter F und einen Verstärker Ap, wodurch ein frequenzmoduliertes Höchstfrequenzsignal Sp von konstanter Amplitude wiedergegeben wird, dessen Augenblicksfrequenz der Augenblicksfrequenz des Signals Sj gleich ist.

Das von der .Anordnung 8 abgegebene Signal S. wird an die Steuerelektrode 3 angelegt, während das Signal Sp an den Höchstfrequenzeingang des Höchstfrequenzkreises 4 der Verstärkerröhre angelegt wird.

Im Betrieb können die in Fig.1 dargestellten Verstärker A_A und Ap leicht so eingestellt werden, daß die Pegel der Signafe S

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•und S-p den zuvor angegebenen Bedingungen für einen maximalen Wirkungsgrad für die optimalen Werte entsprechen, so daß man in den Amplitudenmodulatbnsspitzen die gesuchte maximale Leistung mit dem besten Wirkungsgrad erhält und die HP-Ausgangsleistung nur dann zu Null wird, wenn die Amplitudenmodulation zu Null wird.

In Fig.2 ist das Signal S₁ als Punktion der Zeit dargestellt, während Pig.3 das Niederfrequenz-Modulationssignal Sj, zeigt, dessen Amplitude sich wie die Hüllkurve E des Signals Sj ändert. Die Kurve von Fig.4 zeigt das Signal S™ von konstanter Amplitude, aber mit einer Frequenz, die gleich der Frequenz des Signals Sj von Fig.2_V ist.

Die erfindungsgemäße Schaltung kann bei allen Arten von Höchstfrequenzverstärkerröhren angewendet werden, wie Klystrons, Wanderfeldröhren, Verstärkerröhren mit gekreuzten elektrischen und magnetischen Feldern usw., wobei jeweils der Wirkungsgrad der Verstärkerstufen dieser Röhren beträchtlich verbessert wird, wenn das zu verstärkende Signal gleichzeitig eine Amplitudenmodulation und eine Frequenzmodulation (bzw. Phasenmodulation ) aufweist. Die schematisch beschriebene Schaltung kann in verschiedener Weise abgeändert werden, insbesondere können Anordnungen hinzugefügt werden, welche die Verzerrungen korrigieren, die unvermeidlich dur^h die Kennlinien verursacht werden, welche die Beziehungen zwischen der Steuerelektrodenspannung und der HF-Ausgangsleistung der Verstärkerröhre darstellen.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1.) Verstärkerschaltung für ein Höchstfrequenzsignal, das einerseits amplitudenmoduliert und andrerseits frequenz-oder phasenmoduliert ist, unter Verwendung einer Hochstfrequenzverstärkerröhre mit einer Elektronenquelle, einer Steuerelektrode für den von der Elektronenquelle emittierten Elektronenstrahl leinen mit einem HP-Eingang und einem HP-Auagang versehenen Höch3tfrequenzverstärkerkreis und einer Elektronen-Fangelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß an einen HP-Haupteingang, dem das zu verstärkende Signal zugeführt wird, zwei Kanäle angeschlossen sind, von denen der erste Kanal einen Amplitudendetektor und der zweite Kanal einen Amplitudenbegrenzer und ein Filter enthält, daß der Ausgang des ersten Kanals mit der Steuerelektrode der Röhre verbunden ist, und daß der Ausgang dee zweiten Kanals mit dem HP— Eingang des Varstärkerkreises der Röhre verbunden ist.

Verstärkerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom ersten Kanal abgegebene Signal ein Niederfrequenzsignal ist, dessen Amplitude der Hüllkurve des zu verstärkenden Signals entspricht, und daß das vom zweiten Kanal abgegebene Signal eine konstante Amplitude und eine der Augenblicksfrequenz des zu verstärkenden Signals gleiche Augenblicksfrequenz hat.

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