DE422870C - Einrichtung zur Einseitenbandmodulation von Hochfrequenzschwingungen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß man bei der Modulation von hochfrequenten Schwingungen im allgemeinen die Amplitude im niederfrequenten Rhythmus ändert, derart, daß der Mittelwert der Hochfrequenzamplitüde nach Maßgabe der Niederfrequenz schwankt. Es ist auch bekannt, daß bei dieser Modulationsweise keine exakte formgetreue Übertragung der Niederfrequenzamplitüde entsteht, wie man leicht aus der mathematischen Defmation des Vorganges erkennen kann. Bezeichnet man die Hochfrequenz mit N₁ die Niederfrequenz mit n, die Zeit mit t, die Hochfrequenzamplitüde mit A₁ die Niederfrequenzamplitüde mit a, wobei die Anf angsamplitüden durch den Index ο bezeichnet werden, so hat eine modulierte Schwingung die Form:

Der Ausdruck läßt sich umformen in:

a.

A = A₀ · sin Nt + a₀ · sin. Nt · sin nt.

(i)

A = A₀ · sin Nt + — cos (Ν—η) t — — cos (N+ η) t.

Daraus ergibt sich, daß die modulierte Hochfrequenzwelle aus drei Frequenzen zusammengesetzt ist, nämlich der ursprünglichen Hochfrequenz sowie der Summe und der Differenz aus Hoch- und Niederfrequenz.

Man kann sich die Modulation auch durch Interferenz erklären, indem die Frequenz N -\- η sowohl wie die Frequenz N— η mit der Frequenz N eine Schwebung im Takte von η ausführt. Beide· Schwebungen unterstützen sich in ihrer gegenseitigen Wirkung. Die Gleichung 2 zeigt aber, daß außer diesen beiden eben erwähnten Interferenzen auch noch die beiden Seitenwellen N + η und JV—» interferieren, und zwar ist deren Schwebungsfrequenz doppelt so groß als die ursprüngliche Niederfrequenz. Beim Empfang wird bekanntlich die Modulationsamplitüde;, d. h. die Schwebungsfrequenz, als Ton hörbar gemacht. Man hört also bei der bisher beschriebenen Modulationsart im Empfänger außer der ursprünglichen niederfrequenten Amplitude noch deren Oktave. Der Empfang wird dadurch entstellt. Diese Entstellung ist besonder störend, wenn die Sendeamplitüde sehr stark moduliert ist. Man hält daher den Modulationsgrad nach dem gegenwärtigen Stand der Technik der drahtlosen Telephonie verhältnismäßig gering, um die Klangentstellung infolge Hervortretens der Oktaven in mäßigen Grenzen zu erhalten. Selbstverständlich bedingt diese Maßnahme einen schlechten Wirkungsgrad des Senders.

Es sind auch bereits Verfahren bekannt geworden, um eines der beiden Seitenbänder

zu unterdrücken. Durch gewöhnliche Resonanzbestimmung ist ein Aussieben einer Seitenwelle sehr schwer zu erreichen, insbesondere bei kurzen Wellen, da die prozentuale Frequenzänderung durch die Modulation viel geringer ist als die technisch erreichbare Mindestbreite einer Resonanzkurve. Selbst wenn eine genügend scharfe Resonanzkurve erreicht werden kann, z. B. bei verhältnismäßig langen Wellen, wird eine unterschiedliche Behandlung der einzelnen Lagen des Frequenzbandes auch dann unvermeidlich sein, wenn man Resonanzgebilde mit verhältnismäßig steilem Anstieg, z. B. Siebketten, verwendet.

Gemäß vorliegender Erfindung wird die Unterdrückung des einen Seitenbandes durch eine Kompensationsschaltung bewirkt, welche in Abb. 1 beispielsweise dargestellt ist. Die von einem Hochfrequenzgenerator 1 beliebiger Art erzeugten Schwingungen werden geteilt, go derart, daß an den Gittern der Röhren 2 und 3 gleiche Spannungsamplitüden vorhanden sind. Dabei sind die hochfrequenten Gitteramplitüden in der Röhre 3 gegenüber denen an der Röhre 2 um 90⁰ in Phase verschoben, was nach Abb. 1 beispielsweise mit Hilfe des einstellbaren Kondensators 4 erreicht wird. Die aus der Zuleitung 5 ankommenden niederfrequenten Amplituden werden mit gleichfalls unter sich gleichen Spannungen den Röhren 2 und 3 zugeführt, wobei auch die niederfrequente Amplitude im Gitter der Röhre 3 gegenüber der am Gitter der Röhre 2 um 90⁰ in Phase verschoben ist. In Abb. 1 ist dies

dadurch angedeutet, daß für Röhre 2 ein Spannungstransformator 6, für Röhre 3 ein Stromtransformator 7 verwendet wird, da der Spannungsabfall an dem verhältnismäßig kleinen Belastungswiderstand der Sekundärwicklung von 7 gegen den induzierenden Strom der Leitung 5 um i8o° in Phase verschoben ist, während die in der Sekundärwicklung von 6 auftretende Spannung um ίο go⁰ gegen den Strom in 5 in Phase verschoben ist. Die Anodenströme der Röhren 2 und 3 werden summiert und auf den Nutzkreis, beispielsweise die Antenne 8, übertragen. Statt der in Abb. 1 beispielsweise angenommenen gewöhnlichen Gittermodulation kann sinngemäß auch jede andere Modulationsweise verwendet werden, ebenso kann die Schaltung durch Einfügen von Hoch- und Niederfrequenzverstärkern in an sich bekannter Weise ausgebaut werden.

Zur Erklärung der Wirkungsweise sei angenommen, daß in der Röhre 2 der in der obigen Gleichung 2 dargestellte Modulationsvorgang sich abspielt. Für den Vorgang in der Röhre 3 gilt dann die Gleichung:

A' = A₀- cos Nt + ^ao ' c°^s cos nt,

was sich umformen läßt in:

A' —A₀-cos Nt+ -.cos (Ν —η) ί + ~cos (N+ η) t.

£ 2

(3)

(4)

Durch Summieren von 2 und 4 ergibt sich als die dem Nutzkreis, z. B. der Antenne, zugeführte Schwingungsamplitüde:

' =: j/ä" · sin · J - + N \ t + a · cos (N — n) t.

(5)

Würde man die Schwingungsamplitüden in den Anodenkreisen der Röhren 2 und 3 nicht gleichphasig, sondern gegenphasig addieren, so hätte man die Gleichung 4 von 2 zu subtrahieren. Man erhält in diesem Fall die ■ Frequenz N und die Summe N + n. In beiden Fällen ist eine der beiden Seitenwellen verschwunden, und man hat es durch gleich- oder gegenphasige Zusammenschaltung der beiden Modulationsvorgänge in der Hand, nur das eine oder das andere Seitenband einem Nutzkreis zuzuführen.

Es sind Verfahren bekannt, eine hochfrequente Trägerwelle derart zu modulieren, daß die Trägerwelle selbst in dem Nutzkreis nicht auftritt, sondern nur die beiden Seitenbänder. Geht man von zwei derartigen Modulationsvorgängen aus, wobei in dem einen sowohl die hochfrequente als die niederfrequente Schwingung gegen die andere um 90⁰ in Phase verschoben ist, so erhält man in analoger Weise im Nutzkreis nur ein Seitenband, wobei auch die Trägerwelle fehlt. In Abb. 2 ist ein derartiges Verfahren schematisch beispielsweise dargestellt, wobei zur Unterdrückung der Trägerwelle die an sich bekannte Gegentaktmodulation angenommen ist. Es bedeutet 1 den Hochfrequenzgenerator, 2_a und 2_b das eine Röhrenpaar zur Gegentaktmodulation, 3_a und 3_S das andere Röhrenpaar zur Gegentaktmodulation, wobei mit Hilfe des Kondensators 4 eine Phasenverschiebung von 90⁰ zwischen den hochfrequenten Gitteramplitüden der beiden Röhren angenommen ist. Der Niederfrequenztransformator 6 dient zur Modulation in der go Röhrengruppe 2_a, 2_b aus der Zuleitung 5, der sekundär stark belastete Transformator 7 zur Modulation der Röhrengruppe 3_a, 3₆ unter 90⁰ Phasenverschiebung gegenüber 2_a, 2_b. Die von den Trägerwellen befreiten Modulationsvorgänge in 2₀, 2_b und 3_a, 3₆ werden durch gemeinsame Kopplung auf einen Nutzkreis, z. B. die Antenne 8, gleich- oder gegenphasig addiert.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung zur Einseitenbandmodulation, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Modulationsvorgänge, deren hoch- und niederfrequente Anteile gegeneinander um 90⁰ in Phase verschoben sind, gleich- oder gegenphasig vereinigt werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus jedem der n₀ beiden Modulationsvorgänge vor der Vereinigung die Trägerwelle entfernt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.