DE2720930C3 - Amplitudenmodulierter Sender - Google Patents
Amplitudenmodulierter SenderInfo
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
- H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03C—MODULATION
- H03C1/00—Amplitude modulation
- H03C1/62—Modulators in which amplitude of carrier component in output is dependent upon strength of modulating signal, e.g. no carrier output when no modulating signal is present
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- H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
- H03F2200/324—An amplitude modulator or demodulator being used in the amplifier circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/02—Transmitters
- H04B1/04—Circuits
- H04B2001/0491—Circuits with frequency synthesizers, frequency converters or modulators
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen amplitudenmodulierten Sender, wie im Oberbegriff des Patentanspruches
angegeben, Solche Sender sind bekannt (Meinke,
Gundlach: Taschenbuch der H^hfrequenztechnik, 1962, Seite 1306 und Deutsche Offenlegungsschrift
17 66 586, Fig. 2 = US-PS 34 Ϊ3 5791 Sie haben den
Vorteil, daß bei leisen Stellen der Programmodulation, d. h. bei kleiner Modulationsspannung, Leistung eingespart
werden kann, so daß sich der scheinbare »Wirkungsgrad« des Senders erhöht.
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 S.'haltfrequenz nachgeschaltet und ein Pulsdauermodu-Ia-t.r
vorgeschaltet ist. Hierbei wandelt der Pulsdauermodulator die Modulationsschwingung in pulsdauermodulierte
Impulse um, die nach Verstärkung im Schaltempfänger durch das Siebglied wieder in eine der
Modulationsschwingung entsprechende Schwingung umgewandelt werden. Die Wirkungsgradverbesserung
des Senders ergibt sich hierbei aus dem hohen Wirkungsgrad des Schaltverstärkers (DE-PS 12 18 557,
DE-AS 18 08 578). 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 Energieverbrauch weiter
zu reduzieren und gegenüber dem bekannten Sender mit TrägersteuQrung den erforderlichen Schaltungsaufwand
zu verringern.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebenen Merkmale gelöst. Dabei ist von folgenden
Überlegungen ausgegangen worden:
Bei der Trägersteuerung wird bei kleinen Amplituden der Modulationsspannung zur Leistungsersparnis die
mittlere Trägeramplitude abgesenkt. Diese bereits bekannte Modulationsart kann mit einem Verfahren
kombiniert werden, bei dem 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 (gegenüber Meinke, Gundlach: Taschenbuch der Hochfrequenztechnik,
1962, Seiten 1306) oder für die Modulationsspannung
ίο (gegenüber Fig. 2 der Deutschen Offenlegungsschrift
17 66 586) eingespart werden kann.
Anhand der Zeichnung wird dies näher erläutert
F i g.' zeigt ein Blockschaltbild eines bekannten Senders mit Trägersteuerung (F. Vilbig: Lehrbuch der Hochfrequenztechnik, Band 2, 5. Auflage, 1958, Akademische Verlagsgesellschaft mbH, Frankfurt/Main, Seite 378).
Anhand der Zeichnung wird dies näher erläutert
F i g.' zeigt ein Blockschaltbild eines bekannten Senders mit Trägersteuerung (F. Vilbig: Lehrbuch der Hochfrequenztechnik, Band 2, 5. Auflage, 1958, Akademische Verlagsgesellschaft mbH, Frankfurt/Main, Seite 378).
F i g. 2 stellt ein Blockschaltbild für ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Senders dar.
Μ Gemäß F i g. 1 wird bei einem bekannten Sender die
Trägerschwingung, die von einem Stcucrscndcr 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 kommei.den 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 A. beitspunkt auf der
Modulationskennlinie, so daß sich im Extremfall hinter der Modulationsstufe ein Modulationsgrad zwischen
Null Prozent und 100% ergibt. Bei der Betrachtung der F i g. 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. !,jedoch ist
zunächst einmal der Modulationsverstärker 5 der F i g. 1 ersetzt durch einen Modulationsverstärker 5', der durch
einen Pulsdauermodulator 9, einen Schaltverstärker 10 und ein Siebglied 11 gebildet ist.
Oer Pulsdauermodulator 9 arbeitet nach dem bekannten Sägezahnverfahren (Meinke, Gundlach:
Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, 1962, S. 1325, 1326), bei welchem die modulierende Spannung U= +
U~ an Klemme 12 verglichen wird mit einer weitaus höherfrequenten Sägezahnspannung an Klemme 13, so
daß sich am Ausgang des Pulsdau'jrmodulators 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
14, deren Schaltfrequenz der Sägezahnfrequenz an Klemme 13 entspricht, wird der Schaltverstärker 10
br, 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 wird. Mit dem Siebglied
11 werden der Gleichspannungswert und die Niederfrequenz
herausgesiebt. Auf diese Weise entsteht am Ausgang des Siebgliedes 11 wieder die inzwischen
jedoch verstärkte modulierende Spannung U= -I- U~,
welche der Modulationsstufe 2 zugeführt wird. s
Wie in F i g. 1, wird auch bei dem Beispiel nach F i g. 2 von der Modulationsspannung £/« 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 Fi g. 1 wird diese Steuergröße nun nicht
einem Leistungsverstärker zugeleitet, sondern gelangt zu einem noch vor dem Modulationsverstärker 5'
liegenden Additionsglied 16. Die langsam veränderliche Gleichspannung U~ wird auf diese Weise der
Modulationsspannung U= überlagert und zwar in solchem Sinne, daß die positiven impulse i4 dann
verkürzt werden, wenn die Modulationsspanriuig U=
nur kleine Amplituden aufweist Dann schaltet der Schaltverstärker 10 die an Klemme 15 liegende, positive
Hochspannung nur als kurze Impulse zum Siebglied 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 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 U= 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 Ausgangsspan nung 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 U= verändert.
Bei dem im Lehrbuch der Hochfrequenztechnik, Band 2, 5. Auflage, 1958, von F. Vilhy;, auf Seite 381
genannten Trägerverhäitnis (Verhältnis von Trägerreststrom
zum Trägerstrom bei normaler Modulation) von ρ = 0,6 ... 0,7 müßte der feste Gleichspannungswert
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 ζ. Β. 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%jger 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 F i g. 1 dargestellte Aufteilung in Modulationsstufe 2 und Hauptsender
entfällt. Da in Fig.2 der Modulationsverstärker 5' zur
Wirkungsgradverbesserung 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 Energieeinsparung vernachlässigbar klein.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Amplitudenmoduliürter Sender, bei dem der Mittelwert der untereinander gleich gerichteten Trägeramplituden, die jeweils innerhalb einer Periode der vom Sender zu übertragenden 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 (5') in an sich bekannter Weise ein Schaltverstärker (JO) für pulsdauermodulierte Impulse vorgesehen ist, dem ein Siebglied (11) nachgeschaltet und ein von der Modulationsspannung (U=) gesteuerter Pulsdauermodulator (9) vorgeschaltet ist, und daß die dynamikabhängige Steuergröße (U ~) schon dem Pulsdauermooulator (9) mittelbar oder unmittelbar zusätzlich zur rviodulaiionsspäilßuilg (U~) zugeführt wird zur Veränderung des Tastverhältnisses von dessen Ausgangsimpulsen (14) in dem für die Trägersteuerung erforderlichen Sinne.
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ID=6008496
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