DE2816105A1

DE2816105A1 - Modulationsschaltung

Info

Publication number: DE2816105A1
Application number: DE19782816105
Authority: DE
Inventors: David Cooper; Philip John Davidson
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1978-03-02
Filing date: 1978-04-13
Publication date: 1979-09-06
Also published as: GB1551711A; US4250469A; DE2816105C2; IT7967460A0; FR2418979B1; IT1119674B; FR2418979A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Modulationsschaltung, insbesondere eine Amplituden-Modulationsschaltung mit Benutzung eines Impulsbreitenmodulators .

Zur Erzeugung einer hochwirksamen Amplitudenmodulationsschaltung ist es bekannt, einen Impulsbreitenmodulator zu benutzen, der selbst relativ wenig Leistung absorbiert, um eine Digitalimpulsreihe oder Digitalimpulsfolge mit veränderlichem Tastverhältnis oder Impulslängenverhältnis zu erzeugen und nach diesen ein Tiefpaßfilter zu schalten, das eine Wellenform mit veränderlicher Amplitude aus der Impulsfolge ableitet. Obwohl solche Anordnungen unter bestimmten Umständen sehr wirksam sein können, bringen sie doch Störungen in die Wellenform mit veränderlicher Amplitude. Durch die vorliegende Erfindung soll eine verbesserte Modulationsschaltung geschaffen werden, die solche Störungen vermeidet.

Erfindungsgemäß umfaßt eine Amplituden-Modulationsschaltung einen Impulsbreiten-Modulationsschalter und ein Tiefpaßfilter, die so angeordnet sind, daß Frequenzen mit der Schaltfrequenz des Schalters gedämpft werden, sie umfaßt ein Bauelement, das parallel zu zwei Eingangsklemmen des Tiefpaßfilters geschaltet ist und das einen Stromentladungspfad für das Tiefpaßfilter bei nichtleitendem Zustand des Schalters ergibt und es umfaßt ein weiteres, auch parallel zu den Eingangsklemmen geschaltetes Filter, das so angeordnet ist, daß die Eingangs-Suszeptanz des Tiefpaßfilters über mindestens einen Teil seines Durchlaß-Bandbereiches im wesentlichen ausgeglichen ist.

Vorzugsweise ist das Bauelement eine Diode, obwohl es im Prinzip auch ein weiterer Schalter sein kann, der so gesteuert ist, daß er nur während des gesperrten Zustandes des ersten Schalters leitet.

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Vorzugsweise ergeben das Tiefpaßfilter und das weitere Filter zusammen mindestens in einem Teil der Durchlaßbandbreite des Tiefpaßfilters einen im wesentlichen konstanten Eingangsleitwert oder eine im wesentlichen konstante Eingangs-Konduktanz.

Vorzugsweise ist das weitere Filter so eingerichtet, daß es eine Resonanzfrequenz von etwa y3.B besitzt, wobei B das Durchlaßband des Tiefpaßfilters darstellt.

Vorzugsweise ist das weitere Filter so eingerichtet, daß es eine Induktanz von etwa einem Drittel der durch das Tiefpaßfilter an den beiden Klemmen dargebotenen Induktanz besitzt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen AmplitudenmModulationsschaltung, und

Fig. 2 ein erläuterndes Diagramm.

In Fig. 1 ist eine Amplituden-Modulationsschaltung mit einer Impulsbreitenmodulationsstufe gezeigt, wobei letztere aus einem Schalter oder einem Schaltelement 1 besteht. Das Schaltelement 1 ist eine Hochleistungs-Tetrodenröhre, die in Reihe mit einer Diode 2 an einer Gleichstromquelle 3 liegt. Parallel zur Diode 2 liegen die Eingangsklemmen 4,5 eines Tiefpaßfilters 6 sowie ein weiteres Filter 7. Das weitere Filter 7 ist eine Serien-Resonanzschaltung und besteht aus einer Induktivität 8 und einer Kapazität 9. Die Ausgangsklemmen 10, 11 des Tiefpaßfilters sind mit einer durch einen Widerstand 12 dargestellten Last verbunden.

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-D-

Die Amplituden-Modulationsschaltung ist in erster Linie zur Verwendung an den Ausgangsstufen eines Hochleistungs-Sendetransmitters gedacht, obwohl sie, wie ersichtlich, auch allgemeine Anwendung finden kann. Der Schalter 1 ist typischerweise eine Hochleistungs-Tetrodenröhre, die so gesteuert ist, daß sie in Abhängigkeit vom Momentanwert eines an ihrem Steuergitter anliegenden Steuersignals entweder ihre volle Leitfähigkeit aufweist oder sperrt. Auf diese Weise wird ein Impulsbreiten-Modulationssignal erzeugt und da durch den Schalter 1 relativ wenig Leistung absorbiert wird, bildet dies eine wirksame Modulationsart, die insbesondere bei Hochleistungsanwendungen sehr vorteilhaft ist. Das Impulsbreiten-Modulationssignal besteht aus einem Impulszug oder einer Impulsfolge aus Impulsen von im wesentlichen konstanter Amplitude, jedoch veränderlicher Länge in Abhängigkeit von der Amplitudenmodulation. Dieser Impulszug muß in ein Amplituden-Modulationssignal gewandelt werden, um in üblicher Weise das Anodenpotential der (nicht gezeigten, jedoch durch den Lastwiderstand 12 dargestellten) Ausgangsverstärkerröhre zu modulieren. Die Ausgangsröhre ist wiederum typischerweise eine Tetrode und ein Hochfrequenz-Trägersignal liegt an dem Steuergitter an, so daß dessen Hüllkurve durch das sich ändernde Potential an der Anode der Röhre amplitudenmoduliert wird.

Um das Impulsbreiten-Modulationssignal in ein Amplituden-Modulationssignal zu wandeln, wird die Impulsfolge durch ein Tiefpaßfilter geleitet, dessen Grenzfrequenz unter der Schaltfrequenz des Schalters 1 liegt. Die Schaltfrequenz ist typischerweise 70 kHz. Die Diode 2 ist vorgesehen, damit während der Sperrzeiten des Schalters 1 noch ein Stromweg für die reaktiven Komponenten des Tiefpaßfilters besteht, so daß diese sich entladen können und. so einen kontinuierlichen Strom durch die durch den Widerstand 12 dargestellte Last ergeben.

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Es hat sich herausgestellt, daß bei großen Amplitudenabweichungen die Spannung an der Diode 2 während des Sperrzustandes des Schalters 1 momentan die Diode 2 in den Sperrbereich versetzen kann, wodurch der Strom durch den Widerstand 12 daran gehindert wird, genau dem beabsichtigten Amplitudenwert zu folgen. Dadurch ergeben sich Störungen und Verzerrungen in der Hüllkurve des amplitudenmodulierten Signals und es werden unerwünschte und möglicherweise gefährdende Oszillationsübergänge in der Schaltung erregt. Dadurch, daß das weitere Filter 7 vorgesehen wird, wird diese Schwierigkeit überwunden und, um die beste Kompensation zu erreichen, sollten die elektrischen Eigenschaften in folgender Weise festgelegt werden: Die Resonanzfrequenz des weiteren Filters 7 ist |/3.B, wobei B die nutzbare Frequenzbandbreite des Tiefpaßfilters 6 ist. Die Induktanz des weiteren Filters 7 ist ein Drittel der Induktanz des Eingangsabschnittes des Tiefpaßfilters 7. Zusätzlich sollte das Verhältnis der Schaltfrequenz des Schalters 1 zur Bandbreite des Tiefpaßfilters größer als 8 zu 1 sein.

Die Frequenzveränderung der Admittanz des weiteren Filters 7 und die Veränderung der Eingangs-Suszeptanz des Tiefpaßfilters 6 sind in Fig. 2 dargestellt. In dieser Figur ist -CX-die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters 6 und cü ist die Resonanzfrequenz des weiteren Filters 7. Es ist zu sehen, daß die Größe der Eingangs-Suszeptanz des Tiefpaßfilters 6 und der Admittanz des weiteren Filters 7 sich mit der Frequenz mindestens über einen Teil des Durchlaßbandes des Filters 6 in annähernd der gleichen Weise ändern, aber daß ihre Vorzeichen entgegengesetzt sind, wodurch eine Kompensation möglich ist, die eine Suszeptanz von annähernd Null ergibt.

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Claims

PATENTANWÄLTE MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW THE MARCONI COMPANY LIMITED München, den 13. April 1978 Marconi House, New Street, Chelmsford, Essex, England P/3/Sv-M 3266 Modulations s chaltung Patentansprüche :

1. Amplitudenmodulationsschaltung mit einem Impulsbreiten-Modulationsschalter und einem Tiefpaßfilter, das Frequenzen mit der Schaltfrequenz des Schalters abschwächt, und mit einem an den Eingangsklennaen des Tiefpaßfilters parallel ärgeschalteten Bauelement, das einen Stromentladungspfad für das Tiefpaßfilter während der Sperrzeit des Schalters ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Filter (7) ebenfalls parallel an den zwei Eingangsklemmen (4, 5) des Tiefpaßfilters angeschaltet ist, -" das im wesentlichen eine Aufhebung der Eingangssuszeptanz des Tiefpaßfilters (6) über mindestens einen Teil seines Durchlaßbandes ergibt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das parallel zu den Eingangsklemmen liegende Bauelement (2) eine Diode ist.

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DH. G. MAKlTZ - DIiU-ING. M. FINSTERWALD DIi L. -ING. W. GRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOIK5BANKEN

MÖNCHEN 33. ROBERT-KOCH-STRASSE 1 7 STUTTGART SO «BAD CANNSTATT1 MÜNCHEN. KONTO-NUMMU 7J7O

TEl. «O891 394311, TELEX O5-39673FATMF SEELBE»GSTR.33/a5.TEL.107H)S6726l POSTSCHECK: MÖNCHEN 77Οί>3-βΟ3

ORIGINAL INSPECTED

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3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefpaßfilter (6) und das weitere Filter (7) zusammen eine im wesentlichen konstante Eingangskonduktanz über mindestens einen Teil des Durchlaßbandes des Tiefpaßfilters ergeben.

4. Schaltung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Filter (7) eine Resonanzfrequenz von etwa ^3.B besitzt, wobei B das Durchlaßband des Tiefpaßfilters ist.

5. Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das weitere Filter (7) eine Induktanz von etwa einem Drittel der durch das Tiefpaßfilter (6) an den beiden Eingangskleiranen sich ergebende Induktanz besitzt.

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