DE499342C - Einrichtung zur Modulation von Wechselstroemen - Google Patents

Description

Zum Steuern bzw. Modulieren von Wechselströmen, insbesondere von solchen höhener¹ Frequenz, werden Eisendrosseln benutzt, deren Wechselstromwiderstände durch eine Gleichstrom-Magnetisierungswicklung beeinflußt werden. Sind diese Eisendrosseln nun Elemente eines auf eine bestimmte Frequenz abgestimmtem Schwingungskreises, der z. B. mit einem zweiten abgestimmten Kreis gekoppelt ist, so sind durch die Änderungen dtes Wechselstromwiderstandes der Eisendrossel beim Steuern infolge der Kopplung Rückwirkungen auf den zweiten Kreis bedingt, die in den meisten Fällen unerwünscht und schäd-Hch sind. Durch diese Rückwirkungen kann sogar in bestimmten Fällen die Steuerwirkung wesentlich herabgesetzt oder ganz aufgehoben werden.

Diese Nachteile treten z. B. in der Hochfrequenztechnik besonders auffällig und unangenehm bei Maschinensendem in Erscheinung, die nur mit solchen Eisendrosseln gesteuert werden können. Den prinzipiellen Aufbau eines mit Eisendrosseln gesteuerten Maschinensenders zeigt Abb. 1. Der Einfachheit halber ist hier das System dargestellt, das die Frequenzvervielfachung ohne Gleichstrommagnetisierung des Frequenzwandlers durchführt und die von der Hochfrequenzmaschine gelieferte Grundfrequenz durch einen nur vom Wechselstrom durchflossenen Frequenzwandler vervielfacht. Es stellt dar:

Kreis I den die Grundfrequenz liefernden Maschinenkreis;

Kreis II den Primärkreis, der die Grundfrequenz dem Frequenzwandler III zuführt;

Kreis IV den vom Frequenzwandler III angestoßenen und auf ein Vielfaches der Grundfrequenz abgestimmten Stoß- oder Generatorkreis;

Kreis V den auf die vervielfachte Frequenz abgestimmten Antennenkreis;

VI die HochfrequienzwicMung, VII die Magnetisierungswicklung der zum Steuern verwendeten Eisendrossel.

Wird nun z. B. die Steuerdrossel VI-VII zum Zweck der Modulation auf eine mittlere Gleichstrommagnetisierung eingestellt, so äußert sich bei geringer Vervielfachung der Grundfrequenz, d.h. also bei längeren'Wellen, die Rückwirkung schon dadurch, daß die Frequenz des Senders nicht mehr konstant ist, sondern zu »schweben« beginnt, d. h. fortwährend in bestimmtem Rhythmus in eine andere Frequenz umspringt. Diese Rückwirkung ist gerade bei längeren Wellen so überaus stark, weil bei diesen der Strahlungs,-widerstand des LuftLeiters gegenüber den kürzeren Wellen sehr gering ist und somit der aus Strahlungs- und Verlustwiderstand bestehende Dämpfungswiderstand ebenfalls klein ist. Diese Schwebungen können dadurch beseitigt werden, daß der Stoßkreis durch Einschalten eines kleinen Ohmscheni Widerstandes gedämpft und somit gegenüber den Rückwirkungen unempfindlicher gemacht wird. Dies bedeutet jedoch stets einen gewissen, Leistungsverlust und eine Verschlechterung

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des Wirkungsgrades, so daß man nur im äußersten Notfalle diesen Weg beischreiten wird. Ein anderer Weg zur Vermeidung des »Schwabens« besteht darin, daß die Steuierdrossel in einen besonderen, abgestimmtem Steuerkreis verlegt wird, der an den Antennenkreis angekoppelt wird. Doch auch in dieser Anordnung sind trotz Vermeidens des »Schwebens« noch Rückwirkungen vorhandein, die ίο gerade bei Modulation (also Telephonic) auf längeren Wellen sich darin äußern, daß der Sender nur gering ausgesteuert wird und somit keine Lautstärke gibt. Der Empfang; wird durch Verzerrungserscheinungen beeinträchtigt. Außerdem leidet natürlich infolge der Rückwirkungen die Konstanz des Senders. Diese Erscheinung tritt in ähnlichjer Weise bei fremderregten Röhrensendern auf, wo die Eisendrossel z. B. in einem abgestimmten und an den Steuersender angekoppelten Gitterkreis des Hauptsenders liegt, so daß die Rückwirkung auf den Generatorkreis des Steuersenders in Gestalt von Frequenzschwankungen vorhanden ist. Ein Beispiel zeigt Abb. 2. An den Generatorkreis IV eines Steuersenders ist der die Eisendrossel enthaltende ,Steuer- und Übertragungskreis V angekoppelt. Über die Kopplung IX wird die gesteuerte Energie dem Gitter des Hauptsenders zugeführt. Die Erfindung besteht nun darin, daß durch einen zweiten, dem Nutzkreis nachgebildeten Belastungskreis die auf den Generatorkreis entstehenden Rückwirkungen kompensiert werden, so daß der Genera'torkreis während dies Steuervorganges stets konstant belastet wird und weder eine Beeinflussung seiner Frequenz noch «eine Änderung· ihrer Amplitude oder: Phase eintritt. Die Energie wird zwischen! dem Nutzkreis und dem nachgebildeten Belastungskreis im Takte der Steuerung hin und her geschoben. Eine Ausführung dieses Verfahrens zeigt Abb. 3. Kreis IV stellt wiederum den Generatorkreis dar, an den einmal der NutzkreisV (z.B. Antennenkrefe) und außerdem der Belastungskreis. X angekoppelt ist. Beide Kreise enthalten als Steuerorgane Eisendriosseln, deren Gleichstromrnagnetisierumg z. B. beim Tasten (also für TeIegraphiebetrieb) so zu erfolgen hat, daß bei gedrückter Taste die Eisendrossel im Kreis V gesättigt, jene im Kreis X ungesättigt ist. Dann ist die gesamte Energie in den Kreis. V gewandert, während bei geöffneter Taste (in der · Tastpause) die Eisendrosseln im UJmgekehrten Sinne magnetisiert sind und die gesamte Energie aus dem Nutzkreisie V in den Belastungskreds X gewandert ist. Die gegensirmige Magnetisierung der Eisendrossein erfolgt am vorteilhaftesten durch .einen Röhrenverstärker in Gegentaktschaltung. Ein Beispiel einer Anordnung¹ für die gegensininigie Magnetisierung der Steuerdrosseln durch Gegentaktverstärker zeigt Abb. 4. Zur Vereinfachung sand nur die Magnetisierungswicklungen M₁₁ M₂ der Steuerdrosseln dargestellt. Der Umschalter U 'ermöglicht den Übergang von Modulation auf Tastbetrieb, indem die Gitter der Verstärkerröhren an ein Relais R mit Doppelkontakten tund einer zweiteiligen Zunge gelegt werden. Die beiden Teile der Zunge sind gegeneinander isoliert. Die Tastung erfolgt dann so, daß dem Gitter* der einen Röhre über die eine Zungenhälfte eine negative Vorspannung angelegt wird, während das Gitter der anderen Röhre gleichzeitig Nullpotential oder positive· Vorspannung erhält.

Im Falle der Modulation, wo also· im Gegensatz zum Tastbetrieb zwischen Null und Maximum des Stromes ein !kontinuierlicher und möglichst linearer Übergang erforderlich ist, wird die Wirkung des Belastungskreises am günstigsten, wenn dieser in seinen elektrischen Bestimmungsgrößen dem Nutzkreis (in diesem Beispiel dem Antennenkreis) mögliehst getreu nachgebildet, also gewisserma'ßen dessen Spiegelbild ist. Es müssen also die beiden Eisendrossein möglichst vollkommen gleichartig· sein, was leicht zu erreichen ist. Dasselbe gilt für den Dämpfungswiderstand W und die Kapazität C -in Abb. 3.

Dieser Verfahren bietet folgende Vorteile:

1. Es werden .die Rückwirkungen auf den Generatorkreis vermieden und dadurch beim Maschinensender der Vorgang des Schwebens und in gleicher Weise beim Röhrensender das Schwanken der Frequenz beseitigt.

2. Das Verfahren ist für alle Senderarten; mit gleich großen Vorteilen anzuwenden sowohl für Telegrap'hie (Schnelltelegraphie) wie auch Telephonie und Bildtelegraphie.

13. Beim Übergang von Telephanie auf Telegraphic ist nur eine einzige einfache Umschaltung erforderlich, die mit einem ein-i zigen Schalter im Gitterkreis der Verstärfcerröhren zu erfolgen hat.

4. Für den Maschinensender ist es die bisher erste Möglichkeit, ohne Umschaltung der Steuerdrosseln in verschiedene¹ Kreise sofort von Telegraphic auf Telephonie überzugehen und umgekehrt. Bisher erfolgte die Modulation lediglich im Antermenkreis, die Tastung durch besondere Drosseln im Stoßkreis und im Zwischenkreis bzw. im Antennenvorkreis.

5. Der beim Tasten der Maschinensender meist noch vorhandene Reststtfom ist dadurch zu vermindern bzw. ganz zu beseitigen.

6. Durch den idealen Lastausgleich siodi fast alle Schwierigkeiten bei Schnelltelegxar phie beseitigt, besonders wiederum beim Maschinensender, da durch die konstante Be-

lastung der Hochfrequenzmaschinen die Drehzahlregulierung weitgehend entlastet wird und nur noch die Netzschwankungen auszuregeln sind.

7. Durch Beseitigung der Frequenzschwankungen bei fremderregten Röhrensenderni mit Drosselsteuerung wird eine weitere Senderstufe erspart.

8. Ebenso ist bei Röhrensendern für kiirzere Wellen eine Verminderung der Stufen bzw. eine Erhöhung¹ der Konstanz bei;tn Steuern dadurch zu erwarten, daß die letzte Stufe auf einen Kreis arbeitet, der dem Generatorkreis IV entspricht 'und an den dann! erst der Nutz- und der Belastungskreis angekoppelt ist.

9. Vermeidung von Tastgeräuschen bei, Röhrensendern, hervorgerufen durch die Gittertastung, durch Fortfall aller irgendwie

ao störenden Einschwingvorgänge.

10. Erhöhung des Aussteuerungsgradesund somit der Lautstärke, insbesondere wiederum bei Maschinensendern, die für Telephonie auf längere WeEen arbeiten. Ferner Herabsetzung der Frequenz- und Amplitudenverzerrungen bei durch Sprache oder Musik modulierten Sendern mit Drosselsteuerung.

11. Bei Anordnung·, wie unter 8 angedeutet, kann bei Röhrensendern das Hochschnellen der Anodenspannung in der Tastpause vermieden und die Übers chlagsgefahr der Röhren vermindert werden. Dias gilt auch besonders bei Modulation, da die Röhren dauernd konstant belastet sind.

Claims (3)

1. Patentanspruch i·::

   i. Einrichtung zur Modulation von Wechselströmen, insbesondere von Hochfrequenzströmen, bei der mit dem Generatorkreis ein Nutzkreis und ein Ballastkreis gekoppelt ist, die untereinander keine Kopplung besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerkreis zwei vormagnetisierte Steuerdrosseln angeordnet sind, von denen die eine mit dem Nuizjkreis und die andere mit dem Ballastkreis sq in Verbindung steht, daß durch die Änderung ihrer Vormagnetisierung im Takte des Steuerstromes die Beeinflussung der beiden Kreise in entgegengesetztem Sinne erfolgt, so daß die vom Generatorkreis gelieferte Energie beim Steuervorgang zwischen dem Ballast- und dem Nutzkreis hin und her wandert.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerdrosseln unmittelbar im Ballast- und Nutzkreis liegen und daß die Änderung ihrer Vormagnetisierung im Gegentäkt erfolgt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der Steuerdrosseln durch einen Gegentaktverstärker erfolgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen