DE2720930A1

DE2720930A1 - Amplitudenmodulierter sender

Info

Publication number: DE2720930A1
Application number: DE19772720930
Authority: DE
Inventors: Bodo Dipl Ing Wysocki
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Telefunken Sendertechnik GmbH
Priority date: 1977-05-10
Filing date: 1977-05-10
Publication date: 1978-11-16
Also published as: FR2390858B1; DE2720930C3; FR2390858A1; US4186346A; DE2720930B2; CH634183A5

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH 6 Prankfurt/Main 70, Theodor-Stern-Kai 1

Berlin, den 5. Mri 1977

PT/TFR-B/Wn-zg

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Amplitudenmodulierter Sender

Die Erfindung bezieht sich auf einen amplitudenmodulierten Sender, wie im Oberbegriff des Patentanspruches angegeben. Solche Sender sind bekannt (Meinke, Gundlach: Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, 1962, Seite 1306). Sie haben den Vorteil, daß bei leisen Stellen der Programmodulation, d.h. bei kleiner Modulationsspannung, Leistung eingespart werden kann, so daß sich der"Wirkungsgrad"des Senders erhöht.

scheinbare

Es sind auch noch andere Methoden bekannt, den Wirkungsgrad eines amplitudenmodulierten Senders zu erhöhen. Beispielsweise kann als Modulationsverstärker ein Schaltverstärker für pulsdauermodulierte Impulse vorgesehen sein, dem ein Siebglied zur Aussiebung der Schaltfrequenz nachgeschaltet und ein Pulsdauermodulator vorgeschaltet ist. Hierbei wandelt der Pulsdauermodulator die Modulationsschwingung in pulsdauermodulierte Impulse um, die nach Verstärkung im Schaltverstärker durch das Siebglied wieder in eine der Modulationsschwingung entsprechende Schwingung umgewandelt werden. Die Wirkungsgradverbesserung des Senders ergibt sich hierbei

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aus dem hohen Wirkungsgrad des Schaltverstärkers (DT-PS 1 218 557, DT-AS 1 808 578). Eine weitere Wirkungsgradverbesserung läßt sich dadurch erreichen, daß auch der Treiber als Schaltverstärker mit pulsdauermodulierten Impulsen arbeitet (deutsche Patentanmeldung P 27 15 133)·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber den bekannten Sendern, den Energiever ^rau/exter zu reduzieren und gegenüber dem bekannten Sender mit Trägersteuerung den erforderlichen Schaltungsaufwand zu verringern.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebenen Merkmale gelöst. Dabei ist von folgenden Überlegungen ausgegangen worden:

Bei der Tragersteuerung wird bei kleinen Amplituden der Modulationsspannung zur Leistungsersparnis die mittlere Trägeramplitude abgesenkt. Diese bereits bekannte Modulationsart kann *) der Modulationsverstärker in ebenfalls bekannter Weise als pulsdauermodulierter Schaltverstärker arbeitet. Überraschenderweise hat sich dabei gezeigt, daß sich die Kombination in einer Weise durchführen läßt, bei welcher der Schaltungsaufwand äußerst gering ist und ein Leistungsverstärker für die dynamikabhängige Steuergröße eingespart werden kann.

Anhand der Zeichnung wird dies näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines bekannten Senders mit Tragersteuerung (P. Vilbig: Lehrbuch der Hochfrequenztechnik, Band 2, 5· Auflage, 1958, Akademische Verlagsgesellschaft mbH, Frankfurt/Main, Seite 378).

Fig. 2 stellt ein Blockschaltbild für ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Senders dar.

* ) mit einem Verfahren kombiniert werden, bei dem

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Gemäß Fig. 1 wird "bei einem bekannten Sender die Trägerschwingung, die von einem Steuersender 1 kommt in einer Modulationsstufe 2 moduliert und einem Hauptsender 3 zugeführt. An einer Klemme 4 liegt die Modulationsspannung, die in einem Modulationsverstärker 5 verstärkt wird und von dort zur Modulationsstufe 2 gelangt. Ein Teil der von der Klemme 4 kommenden Modulationsspannung wird abgezweigt und in einem Gleichrichter 6 gleichgerichtet. In einer Siebkette 7 werden die hörbaren Wechselströme weggesiebt. Es bleibt eine langsam veränderliche Gleichspannung, welche dem Dynamikverlauf der Modulationsspannung entspricht. Diese langsam veränderliche Gleichspannung wird in einem Verstärker 8 verstärkt und ebenfalls der Modulationsstufe 2 als dynamikabhängige Steuergröße zugeführt. Der zeitliche Verlauf dieser Steuergröße in Form einer Steuerspannung ist annähernd proportional den Amplituden der Modulationsspannung. Die Steuerspannung verschiebt je nach ihrer Größe den Arbeitspunkt auf der Modulationskennlinie, so daß sich im Extremfall hinter der Modulationsstufe ein Modulationsgrad zwischen Null Prozent und 100 % ergibt. Bei der Betrachtung der Fig. 1 fällt auf, daß der Aufwand für die Trägersteuerung, welche mit Hilfe der Bauteile 6 bis 8 erfolgt, deshalb nicht gerade gering ist, weil der Umkehrverstärker 8 als Leistungsverstärker ausgebildet sein muß.

Fig. 2 entspricht in einigen Teilen Fig. 1, jedoch ist zunächst einmal der Modulationsverstärker 5 der Fig. 1 ersetzt durch einen Modulationsverstärker 5'» der durch einen Pulsdauermodulator 9, einen Schaltverstärker 10 und ein Siebglied 11 §·- bildet ist.

Der Pulsdauermodulator 9 arbeitet nach dem bekannten Sägezahnverfahren (Meinke, Gundlach: Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, 1962, S. 1325» 1326), bei welchem die modulierende Spannung U^ + U^₁ an Klemme 12 verglichen wird mit einer weitaus höher— frequenten Sägezahnspannung an Klemme 13» so daß sich am Aus-

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gang des Pulsdauermodulators 9 immer während derjenigen Zeiten positive Ausgangsimpulse ergeben, während welcher die Sägezahnspannung entweder größer oder kleiner als die modulierende Spannung ist. Mit den pulsdauermodulierten Impulsen i4,4/ird der Schaltverstärker 10 leitend und nicht leitend gesteuert, so daß die an einer Klemme 15 liegende Hochspannung im Takte der pulsdauermodulierten Impulse 14 mit dem Ausgang des Schaltverstärkers 10 verbunden ,wircL. Mt iem Siebglied 11 werden der Gieicnspannungswert unü die Tieaerfrequenfe ^B

SdfcadJ herausgesiebt. vfBdcäeodsox^eögsizaixafaxBquiBQizoiazK

Auf diese Weise entsteht am Ausgang des Siebgliedes 11 wieder die inzwischen jedoch verstärkte modulierende Spannung U^, + U^ , welche der Modulationsstufe 2 zugeführt wird.

Wie in Fig. 1, wird auch bei dem Beispiel nach Fig. 2 von der Modulationsspannung U₅^ von Klemme 4 ein Teil abgezweigt und in einem Gleichrichter 6 gleichgerichtet. Aus der Ausgangsspannung des Gleichrichters 6 wird mit der Siebkette 7 als dynamikabhängige Steuergröße eine veränderliche Gleichspannung U^ herausgesiebt, welche nur nicht hörbare, also sehr niederfrequente Frequenzanteile enthält, entsprechend dem Dynamikverlauf der Modulationsspannung U-^ . Anders als bei Fig. 1 wird diese Steuergröße nun nicht einem Leistungsverstärker zugeleitet, sondern gelangt zu einem noch vor dem Modulationsverstärker 5¹ liegenden Additionsglied 16. Die langsam veränderliche Gleichspannung U^ wird auf diese Weise der Modulationssp%iung U_w überlagert und zwar in solchem Sinne, daß die positiven Impulse 14 dann verkürzt werden, wenn die Modulationsspannung U^y nur kleine Amplituden aufweist. Dann schaltet der Schaltverstärker 10 die^afca»Sll^e15 liegende, positive Hochspannung nur als kurze Impulse zum Si&glied 11 durch, an dessen Ausgang daher eine verstärkte Modulationsspannung mit niedrigem Gleichspannungswert entsteht. Bei einer Modulationsspannung U^ mit großen Amplituden hingegen, wird diese durch den Modulationsverstärker 5' um den gleichen Faktor verstärkt,

*) deren Schaltfrequenz der Sägezahnfrequenz an Klemme 13 entspricht, - 5 -

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wie bei kleinen Modulationsamplituden, jedoch, entsteht am Ausgang des Siebgliedes 11 ein höherer Gleichspannungswert, um welchen herum die verstärkte Modulationsspannung schwingt. Dieser Gleichspannungswert der Ausgangsspannung des Siebgliedes 11 aber ist maßgebend für den Arbeitspunkt auf der Modulationskennlinie der Modulationsstufe 2, in welcher sich bei steigendem Gleichspannungswert steigende Mittelwerte der Trägeramplituden einer Polarität ergeben. Mit dem veränderbaren Gleichspannungswert erfolgt also direkt eine Trägersteuerung.

Mit einem Einstellglied 17 kann der dynamischen Steuergröße U^ noch eine fest einstellbare Gleichspannung U_ überlagert werden, um die mittlere Impulslänge der Impulse 14 und damit den mittleren Gleichspannungswert der Ausgangsspannung des Siebgliedes 11 und den mittleren Arbeitspunkt auf der Modulationskennlinie der Modulationsstufe 2 festzulegen.

Wären die Teile 6 und 7 des Blockschaltbildes nach Fig. 2 zunächst nicht vorhanden, so würde der Modulationsspannung Uj₅^, zunächst nur eine Gleichspannung U^ überlagert, die den Trägerwert am Ausgang der Modulationsstufe 2 bestimmt. Mit U wird z.B. das Verhältnis 1 : 1 für die Impulse 14 eingestellt. Verschiebt man mit der Gleichspannung U_ das Tastverhältnis, dann ändert sich die Ausgangsspannung des Siebgliedes 11 unabhängig von der Modulationsspannung und damit die Trägerleistung des Senders. Ersetzt man die Gleichspannung U ganz oder teilweise durch die Ausgangsspannung der Siebkette 7» wie es mit dem Einstellglied 17 bezweckt wird, dann wird das Tastverhältnis der Impulse 14 und damit deren Gleichspannungswert, aber auch der Trägerwert der Ausgangsschwingung der Modulationsstufe 2 ganz oder teilweise durch die Dynamik der Modulationsschwingung LL/, verändert.

Bei dem im Lehrbuch der Hochfrequenztechnik, Band 2, 5· Auflage, 1958, von P. Vilbig, auf Seite 381 genannten Trägerverhältnis (Verhältnis von Trägerreststrom zum Trägerstrom bei normaler Modulation) von ρ - 0,6 ... 0,7 müßte der feste Gleichspannungs-

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wert U^. 60 .... 70 % der benötigten Gleichspannung für ein Tastverhältnis 1 : 1 betragen. Die fehlenden 30 .... 40 % werden durch Gleichrichtung der Modulationsschwingung U^ zugesetzt. Das bedeutet, daß z.B. bei 100 % Modulation sich eine Gleichspannung U von 60 % und ein Zusatz U^ von 40 % für Impulse 14 mit einem Tastverhältnis 1 : 1 einstellt, was dem Trägerwert bei 100 %iger Modulation entspricht ; das Tastverhältnis wird durch die Modulation um das Tastverhältnis

1 : 1 herum von 0 ... 100 % Einschaltzeit geändert. Bei fehlender Modulation fehlt der Zusatz U^, und der Pulsdauermodulator 9 stellt sich entsprechend der festen Gleichspannung U von 60 % des Trägerwertes auf ein Tastverhältnis von etwa 1 : 2 (ca. 30 % Einschaltzeit) ein.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 kann die Modulationsstufe 2 eine Senderendröhre zur Anoden- -Modulation sein, so daß die in Fig. 1 dargestellte Aufteilung in Modulationsstufe

2 und Hauptsender entfällt. Da in Fig. 2 der Modulationsverstärker 5¹ zur Wirkungagradverbesserung ohnehin in der dargestellten Weise ausgeführt sein sollte, beschränkt sich der Mehraufwand für das Beispiel nach Fig. 2 auf den Gleichrichter 6 und die Siebkette 7, ist also gegenüber Fig. 1 erheblich vermindert und im Verhältnis zur WixtaaaeAgxaaxeaOMtttaftrHSg: vernachlässigbar klein.

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L e e r s e i t

Claims

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH 6 Frankfurt/Main 70, Theodor-Stern-Kai 1

Berlin, den 5. Mai 1977

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Patentanspruch

Amplitudenmodulierter Sender, bei dem der Mittelwert der untereinander gleich gerichteten Trägeramplituden, die jeweils innerhalb einer Periode der Modulationsspannung auftreten, mit kleiner werdenden Amplituden der Modulationsspannung vermindert wird (Trägersteuerung), mit Gleichrichter und Siebkette für die Modulationsspannung zur Erzeugung einer dynamikabhängigen Steuergröße für die Modulationsstufe des Senders, dadurch gekennzeichnet , daß als Modulationsverstärker (5¹) in an sich bekannter Weise ein Schaltverstärker (10) für pulsdauermodulierte Impulse vorgesehen ist, dem ein Siebglied (11) nachgeschaltet und ein Pulsdauermodulator (9) vorgeschaltet ist, und daß die dynamikabhängige Steuergröße (U^ ) schon dem Pulsdauermodulator (9) mittelbar oder unmittelbar zugeführt wird zur Veränderung des Tastverhältnisses von dessen Ausgangsimpulsen (14) in dem für die Trägersteuerung erforderlichen Sinne.

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ORIGINAL INSPECTED