DE465501C

DE465501C - Device for modulating high-frequency transmitters

Info

Publication number: DE465501C
Application number: DEL65895D
Authority: DE
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG; C Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG; C Lorenz AG
Priority date: 1926-05-22
Filing date: 1926-05-22
Publication date: 1928-09-21

Description

Bei den mit Modulation arbeitenden drahtlosen Übertragungseinrichtungen, wie bei drahtloser Telephonic sowie Bildtelegraphie, besteht diese bekanntlich darin, daß außer der ursprünglichen unmodulierten Trägerschwingung ein mehr oder minder großes, zu beiden Seiten von dieser liegendes Frequenzband auftritt, das bei Telephonie einen Wert von rund 10000/sek. besitzt. Erfordernis für eine getreue, unverzerrte Übertragung ist nun, daß das gegenseitige Amplitudenverhältnis aller dieser Seitenfrequenzen während der Übertragung möglichst erhalten bleibt.In the wireless transmission devices working with modulation, as in wireless telephonic and video telegraphy, this consists of the fact that besides the original unmodulated carrier oscillation is more or less large frequency band lying on both sides of this occurs, which has a value in telephony of around 10,000 / sec. owns. The requirement for a faithful, undistorted transmission is now, that the mutual amplitude ratio of all these side frequencies during the Transmission is preserved as far as possible.

Zur näheren Erläuterung der bei Senderanlagen auftretenden Verhältnisse dienen die beigefügten Abbildungen.For a more detailed explanation of the conditions occurring in transmitter systems, the attached images.

Die Kurve in Abb. 1 bedeute beispielsweise die Resonanzkurve eines Antennenkreises (auftretender Stromeffekt E in Abhängigkeit vonThe curve in Fig. 1 means, for example, the resonance curve of an antenna circuit (occurring current effect E as a function of

ao der relativen Verstimmung V gegenüber der Betriebs- oder Trägerfrequenz). Die Form der Kurve ist bekanntlich im wesentlichen bestimmt durch die Dämpfung und wird mn so flacher verlaufen, je größer diese letztere ist. Ist nun z. B. α_Λ der bei einer bestimmten Betriebswellenlänge auftretende, einem Seitenfrequenzband von 10000/sek. entsprechende beiderseitige Verstimmungsbereich, so treten bei der angenommenen Kurve die einzelnen Seitenfrequenzen mit nur relativ geringer gegenseitiger Amplitudenveränderung auf. Wird jedoch dieser Bereich größer, beispielsweise wie in der Abbildung mit a,₂ bezeichnet, was beim Übergang auf längere Betriebsträger-) Wellen der Fall ist, so tritt eine bedeutende Schwächung der weiter entfernt liegenden Frequenzen auf, was, wie oben erwähnt, eine Verzerrung der ausgesandten Telephonie bedeutet. Ein Beispiel möge dies erläutern: Bei einer Wellenlänge λ = 300 m entsprechend einer Frequenz/= 1 000 000 sek. beträgt die äußerste obere Seitenfrequenz ι 010 000'sek. entsprechend einer relativenao the relative detuning V with respect to the operating or carrier frequency). As is known, the shape of the curve is essentially determined by the damping and will be the flatter the greater the damping. Is now z. B. α _Λ occurring at a certain operating wavelength, a side frequency band of 10000 / sec. corresponding mutual detuning range, then in the assumed curve the individual side frequencies occur with only a relatively small mutual change in amplitude. However, if this area becomes larger, for example as shown in the figure with a, ₂ , which is the case with the transition to longer operating carrier waves, then a significant attenuation of the more distant frequencies occurs, which, as mentioned above, a distortion of the telephony sent out means. An example may explain this: At a wavelength λ = 300 m corresponding to a frequency / = 1 000 000 sec. the outermost upper side frequency is ι 010 000 sec. according to a relative

Verstimmung vonUpset of

ι 010 000ι 010 000

= 1,01. Gehen= 1.01. Go

ι 000 000ι 000 000

wir nun zu einer größeren Betriebswelle (wie sie z. B. für transatlantische Telephonie oder Wirtschaftsrundfunk benutzt wird) über, beispielsweise auf eine Welle λ = 6 ooo m entsprechend einer Frequenz von /=50000, so wird die entsprechende Verstimmung in die-we now turn to a larger operating wave (such as for transatlantic telephony or Wirtschaftsrundfunk is used) over, for example, on a wave λ = 6,000 m accordingly a frequency of / = 50000, the corresponding detuning is

„ ,, 60000 . ...",, 60000. ...

sem ralle = 1,20 ein gegenüber erste-sem ralle = 1.20 one opposite first-

50000 ' ^{ö B} 50000 ' ^{ö B.}

rem bedeutend vergrößerter Wert, der, wie eine zahlenmäßige Überlegung an Hand praktisch vorkommender Resonanzkurven von Antennenkreisen zeigt, eine bedeutende Verzerrung zum Gefolge haben muß und woran selbst die sogenannte Ein-Seitenband-Telephonie mit einem Frequenzband von ,nur 5 000 'sek. nichts Wesentliches ändern kann. Es ist nun bereits vorgeschlagen worden, durch geeignete Mittel das von einer Antenne durchgelassene Frequenzband künstlich zu verbreitern, um so eine unverzerrte Aussendung des gesamten Modulations-Frequenzbandes zu erzielen. Vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf eine weitere Verbesserung einer der-rem significantly increased value, which, like a numerical consideration based on practically occurring resonance curves of antenna circles shows, must have a significant distortion as a result, and why even so-called single-sideband telephony with a frequency band of, only 5,000 'sec. cannot change anything substantial. It has now been proposed by suitable means that of an antenna to artificially broaden the frequency band that is allowed to pass in order to ensure undistorted transmission of the entire modulation frequency band. The present invention relates to now on a further improvement of one of the

artigen Einrichtung. Es zeigt sich nämlich, daß bei Sendeanlagen die Verbreiterung der Resionanzkurve in anderer Hinsicht wieder bedeutende Nachteile mit sich bringt. Bekanntlich erzeugen nämlich alle ,Hochfrequenzsender neben der gewünschten zur Ausstrahlung zu bringenden Grundwelle eine mehr oder minder große Anzahl von Ober- oder Seitenwellen, die einen praktischen Betrieb ίο mehrerer Stationen unter Umständen stark stören können und daher mit allen Mitteln von vornherein in ihrer Stärke auf ein praktisches Mindestmaß unterdrückt werden müssen. Das bekannteste grundlegende Mittel zur Vermeidung des Auftretens derartiger Schwingungen ist die Verwendung möglich schwach gedämpfter Kreise, also solcher mit möglichst spitzer Resonanzkurve. Dies ist aber gerade das Gegenteil, wie es nach Vorstehendem zur Erzielung einer unverzerrten Modulation erforderlich ist.,like establishment. It turns out that in transmitter systems the broadening of the Resionance curve in other respects again brings significant disadvantages. As is well known namely generate all, high-frequency transmitters in addition to the desired for broadcast to be brought fundamental wave a more or less large number of upper or side waves, which a practical operation ίο several stations can interfere strongly under certain circumstances and therefore by all means must be suppressed from the outset in their strength to a practical minimum. The best known basic means of avoiding the occurrence of such vibrations is possible to use weakly dampened circles, i.e. those with a resonance curve that is as sharp as possible. This is but just the opposite, as described above to achieve an undistorted Modulation is required.,

Die vorliegende Erfindung hat nun zum Gegenstand, diese Nachteile zu beseitigen bzw. auf ein praktisches Minimum zu reduzieren, und besteht im wesentlichen darin, daß die an sich zunächst einwelHg in einem Kreis möglichst geringer Dämpfung erzeugte Hochfrequenzenergie der Trägerwelle darauf folgend in einem Schwingungssystem moduliert wird, dessen Resonanzkurve durch irgendwelche künstlichen Mittel auf das gewünschte, die sämtlichen betreffenden Modulationswellen umfassende Band verbreitert wird, so daß einerseits störende Ober- oder Seitenwellen schon bei der Schwingungserzeugung in ihrer Entstehung unterdrückt werden und andererseits sämtliche Modulationswellen mit einem, für eine praktische unverzerrte Übertragung noch zulässigem Amplitudenverhält- ■ nis auftreten.The present invention now has the object of eliminating or to a practical minimum, and consists essentially in that the in itself initially some high-frequency energy generated in a circle with as little attenuation as possible the carrier wave is then modulated in an oscillation system, the resonance curve of which is due to any artificial means to the desired, all relevant modulation waves comprehensive band is widened, so that on the one hand disturbing harmonics or side waves are already suppressed in their generation when the vibration is generated and, on the other hand, all modulation waves are also suppressed an amplitude ratio that is still permissible for a practical undistorted transmission nis occur.

Ein Mittel dazu bietet die Verwendung mehrwelliger Schwingungssysteme, die aus mehr oder weniger fest miteinander gekoppelten, auf die gleiche oder annähernd die gleiche Frequenz abgestimmten Schwingungskreisen bestehen. Vorzugsweise anzuwendende, miteinander gekoppelte Kreise genau gleicher Abstimmung, von denen jeder für sich. z. B. eine Resonanzkurve von der Form nach Abb. 1 besitzt, ergeben (im Falle zweier solcher Kreisle) eine resultierende Kurve von der Form gemäß Abb. 2, die durch Veränderung der Dämpfung der Einzelkreise sowie ihrer Kopplung eine beliebige Gestalt erhalten kann, so daß sie sich beispielsweise möglichst der Rechteckform nähert, wie sie für die uinveraerrte Ubertragxiing des gesamten Frequenzbandes am bestrebungswertesten ist. Da indes das menschliche Ohr bis zu einem gewissen Grade Lautstärkeunterschiede von selbst auszugleichen imstande ist, können Unregelmäßigkeiten der Kurve, wie Einsattelungen, bis zu einem gewissen Grade in Kauf genommen werden. Statt zweier Kreise, wie in der Abbildung Vorausgesetzt, können zwecks Erzielung einer entsprechend breiten Resonanzkurve deren auch mehrere verwendet werden. One means of doing this is to use multi-wave oscillation systems that consist of more or less tightly coupled, to the same or approximately the same oscillation circles tuned to the same frequency exist. Preferably to be used interconnected circles of exactly the same vote, each of which for itself. z. B. has a resonance curve of the shape shown in Fig. 1 (in the case of two such Kreisle) a resulting curve of the shape according to Fig. 2, which by changing the damping of the individual circles as well as their coupling can be given any shape can, so that it approaches the rectangular shape as possible, for example, as it is for the uninformed transmission of the whole Frequency band is most desirable. There, however, the human ear up to one is able to compensate for volume differences by itself to a certain extent, irregularities can occur of the curve, like depressions, can be accepted to a certain extent. Instead of two circles, like Assuming in the figure, in order to achieve a correspondingly broad resonance curve several of which are also used.

Die Abb. 2 zeigt nun, daß bei Verwendung eines derartigen mehrwelligen Systems auch für die längere Welle mit größerem Verstimmungsbereich (ö₂) eine unverzerrte Übertragung· möigiich ist; aber auch für kürzere Wellen kann die Anordnung von Bedeutung sein, dann nämlich, wenn mit äußerst hohen Modulationsfrequenzen, d.h. noch breiteren Frequenzbändern, zu rechnen ist, wie es beispielsweise bei der Bildtelegraphie, wo ein Frequenzband bis zui 50 ooo/sek. oder beim Fernsehen, wo noch höhere Werte auftreten können, der Fall ist.Fig. 2 now shows that when using such a multi-wave system, undistorted transmission is _{also possible for the longer wave with a larger detuning range (δ 2);} But the arrangement can also be important for shorter waves, namely when extremely high modulation frequencies, ie even wider frequency bands, are to be expected, as is the case, for example, with image telegraphy, where a frequency band of up to 50,000 / sec. or in television, where even higher values can occur.

D|ie Abb. 3 zeigt ein praktisches Ausführungsibeispiel des Erfindungsgedankens für einen Röhrensender. 1 ist eine Senderöhre in Rückkopplungsschaltung, 2 die Anoden-Schwingungskreiskapazität, 3 die Anoden-Schwingungskreisselbstinduktion. Die mit dem Schwingungskreis gekoppelte Antenne 9 enthält zwecks Erzielung einer entsprechend breiten Resonanzkurve ein Mehrwellensystem, bestehend aus den beiden vorzugsweise auf die gleiche Betriebswelle abgestimmten, durch die Kopplungsspule 8 miteinander gekoppelten Schwingungskreisen 4, 5 und 6, 7. ι ο ist der Erdanschlußpunkt, 11 die Hochfrequenzwicklung einer Eisenmodulationsdrossel, in deren Gleichstromsteuerkreis 14 eine Batterie 13 und ein Mikrophon 12 eingeschaltet ist. 15 bedeutet einen Anoden-Blockkondensator und 16 eine Drosselspule. Erfolgt die Modulation nicht, wie in der Abbildung dargestellt, im Anodenkreis, sondern in einem vorhergehenden mehrwellig gemachten Kreis (Zwischenkreis usw.), so müssen erfindungsgemäß alle nachfolgenden Kreise mit entsprechend breiter Resonanzkurve gewählt bzw. hergestellt werden. Die Hochfrequenzenergie wird dabei in dem gering gedämpften Primärkreis 2, 3 mit scharfer Abstimmung zwecks Erzielung einer reinen Trägerwelle erzeugt und dann in dem folgenden Sekundär-(Antennen-) Schwingungssystem mit künstlich verbreiterter Resonanzkurve moduliert.Fig. 3 shows a practical example of the inventive idea for a tube transmitter. 1 is a transmitter tube in feedback circuit, 2 the anode resonant circuit capacitance, 3 the anode resonant circuit self-induction. The antenna 9 coupled to the resonant circuit contains in order to achieve a corresponding broad resonance curve a multi-wave system, consisting of the two preferably on matched the same operating shaft, coupled to one another by the coupling coil 8 Oscillation circuits 4, 5 and 6, 7. ι ο is the earth connection point, 11 is the high-frequency winding an iron modulation choke, in whose DC control circuit 14 a battery 13 and a microphone 12 is switched on. 15 denotes an anode blocking capacitor and 16 a choke coil. If the modulation does not take place as shown in the figure, in the anode circuit, but in a preceding multi-wave circuit (intermediate circuit, etc.) must, according to the invention all subsequent circles are selected or produced with a correspondingly broad resonance curve. The high frequency energy is thereby in the slightly damped primary circuit 2, 3 with sharp tuning generated in order to achieve a pure carrier wave and then in the following secondary (antenna) Vibration system modulated with artificially broadened resonance curve.

Bei fremdgesteuerten Röhrensendern ist die Verbreiterung und Modulation zweckmäßig beim Hauptsender vorzunehmen, da der Steuersender bei Selbsterregung und Mehrwelligkeit Schwebungen hervorrufen und dadurch tönend werden könnte. Ebenso wird man beim Poulsensender den Lichtbogen-(Erzeuger-) Kreis einwellig ausführen und die Modulation in einem folgenden, mehrwelligIn the case of externally controlled tube transmitters, widening and modulation is useful to be carried out at the main transmitter, since the exciter is self-excited and with multiple ripples Could cause beats and thereby become resounding. Likewise, with the Poulsen transmitter, the arc (generator) Execute a circle with one wave and the modulation in a subsequent one, multi-wave

gestalteten Schwingungssystem (Zwischenkreis, Antennenkreis) vornehmen. Bei allen Sendern mit Einrichtungen zur Ober- bzw. Nebenwellenbefreiung, insbesondere bei Masehinensendern, ist nach dem Gesagten noch zu beachten, daß diese zuerst vorgenommen werden muß und erst dann, nachdem die Befreiung von Störschwingungen stattgefunden hat, die Modulation in einem Mehrwellensystem vorgenommen werden darf, da es einerseits schwer ist, in einem Kreis mit breiter Resonanzkurve eine Störbefreiung vorzunehmen und da andererseits bei der Modulation einer unreinen Trägerwelle auch die Ober- und Nebenwellen mehr oder weniger mitmoduliert und somit die ausgesandten Störfrequenzen ins Ungemessene vervielfacht werden können.designed oscillation system (intermediate circuit, antenna circuit). At all Transmitters with devices for harmonic or secondary wave exemption, especially in the case of mass transmitters, after what has been said, it should also be noted that this must be undertaken first and only then after the liberation of parasitic oscillations has taken place, the modulation in a multi-wave system may be made, as it is difficult on the one hand to be in a circle with a wide resonance curve to eliminate interference and on the other hand with the modulation an impure carrier wave also modulates the harmonic and secondary waves to a greater or lesser extent and thus the emitted interference frequencies can be multiplied to the unmeasurable.

Claims

Patent claims:

i. Device for the modulation of high-frequency transmitters, characterized thereby, that the modulation of the carrier wave generated in a slightly damped, sharply tunable oscillation system takes place in an oscillation system with an artificially broadened resonance curve and all following the modulation circuit Circles have a correspondingly broad resonance curve.

2. Device according to claim 1 for externally controlled tube transmitter, characterized characterized in that the exciter is single-wave and the modulation in or before the main transmitter provided with a multi-wave oscillation system.

3. Device according to claim 1 for Poulsenender, characterized in that that the generating circuit (arc circuit) is single-wave and the modulation in one following multi-wave oscillation system (intermediate circuit, antenna circuit) he follows.

4. Device according to claim 1 or the following for transmitters with harmonic or secondary wave exemption, in particular for machine transmitters, characterized in that first the interference wave liberation and then the modulation of the cleaned vibrations takes place in a vibration system with a broadened resonance curve.

1 sheet of drawings

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