DE538922C - Verfahren zur Erzeugung von modulierten, hochfrequenten Schwingungen, bei denen ein Seitenband bzw. ein Seitenband und die Traegerwelle unterdrueckt sind - Google Patents

Description

Ein Sender, dessen Amplitude im Takt irgendwelcher niederfrequenten Vorgänge verändert wird, sendet nicht nur die Frequenz aus, welche er im unbeeinflußten Zustand besitzt, sondern durch die Amplitudenschwankungen entstehen oberhalb und unterhalb der sogenannten Trägerfrequenz weitere Frequenzen, die sogenannten Seitenfreqenzen. Wird der Sender mit einem Frequenzgemisch moduliert, so entspricht jeder Modulationsfrequenz eine obere und untere Seitenfrequenz, und man spricht anstatt von den einzelnen Frequenzen von einem oberen und unteren Seitenband. Jeder Frequenz im oberen Seitenband entspricht eine Frequenz im unteren Seitenband derart, daß beide aus der gleichen modulierenden Frequenz entstanden sind und beim Empfang beide die gleiche demodulierte Frequenz liefern. Zur Übertragung einer Frequenz ist daher nur eins von beiden Seitenbändern unbedingt erforderlich. Es ist ein bekannter Vorschlag, das gesamte von einem modulierten Sender in Anspruch genommene Frequenzband dadurch schmaler zu machen, daß man nur den Träger und ein Seitenband ausstrahlt, während das andere Seitenband unterdrückt wird.

Der Träger selbst enthält nichts von den zu übermittelnden Frequenzen. Grundsätzlich ist es daher zulässig, ihn bei der Sendung wegzulassen und am Empfangsort lokal neu. zu erzeugen und zuzusetzen. Dieser Zusatz ist dann besonders einfach, wenn bei der Aussendung nicht nur der Träger, sondern auch ein Seitenband ausgeschieden worden war. Durch das Weglassen des Trägers wird am Sender ein großer Teil der sonst ausgestrahlten Gesamtenergie erspart.

Es ist nach dem oben Angeführten wünschenswert, Anordnungen zu besitzen, durch die bei der Aussendung modulierter Schwingungen ein Seitenband unterdrückt werden kann, so daß nur Träger und das andere Seitenband ausgesandt werden bzw. durch die der Träger und ein Seitenband unterdrückt werden kann, so daß nur ein Seitenband ausgesandt wird.

Erfindungsgemäß kann dies auf folgende Weise erreicht werden:

Wird die Amplitude einer Schwingung im niederfrequenten Takt gesteuert, so bilden sich neben der Trägerfrequenz zwei Seitenfrequenzen; wird andererseits von einer Schwingung die Amplitude völlig konstant gelassen, jedoch die Phase im Takte der zu übertragenden Niederfrequenz verändert, so

^i:J Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Wilhelm Runge in Berlin.

bilden sich ebenfalls neben der Trägerschwingung zwei Seitenfrequenzen aus. Es läßt sich zeigen, daß bei geeigneter Bemessung Trägerfrequenz und die eine Seitenfrequenz nach Amplitude und Phase mit denen übereinstimmend gemacht werden können, welche bei Amplitudenmodulation entstehen, während die andere Seitenfrequenz die der bei Amplitudenmodulation entstehenden entgegengesetzte

ίο Phase besitzt. Die Summe zweier auf diese verschiedenen Modulationsarten modulierten Schwingungen enthält daher den Träger und nur ein Seitenband, da das andere Seitenband bei beiden Modulationsarten mit entgegengesetztem Vorzeichen auftritt. Die Differenz beider auf diese verschiedene Weise modulierten Schwingungen enthält nur ein Seitenband, der Träger und das andere Seitenband treten bei beiden Modulationsarten mit gleichem Vorzeichen auf und fallen daher in der Differenz weg. Dieser Sachverhalt wird durch folgende Rechnung dargetan.

Eine Schwingung, deren Amplitude moduliert ist, gehorcht dem Gesetz:

U_a= (I + k sin ft) · sin ωί.

Hier ist ω die zu modulierende Trägerfrequenz, /" die zu übermittelnde Modulationsfrequenz, k der Modulationsgrad. Nach bekannten trigonometrischen Regeln kann man die rechte Seite auf die Form bringen:

U₁₁ = sin ω ί + ¹J₂ k cos (ω — /) t

~ —%k cos (ω +f)t.

In diesem Ausdruck ist der erste Summand die Trägerschwingung, der zweite Summand die untere Seitenfrequenz, der dritte Summand die obere Seitenfrequenz.

Bei Beeinflussung der Phase durch die Niederfrequenz gehorcht der ausgesendete Strom der Gleichung:

Uφ= sin (ωί + φ cos ft).
Dieser Ausdruck läßt sich auch schreiben:

f^T^=sin ωί · cos (φ cos ft)

-f- cos ω ί · sin (φ cos ft).

Macht man φ kleiner als ¹Z₂, so kann man den Faktor von sin ω ί mit hinreichender Genauigkeit gleich I setzen und. in dem Faktor von cos ωί den Sinus gleich seinem Bogen setzen. Man hat dann:

U φ = sin ω t -f- cos ω t · φ · cos ft.
Zerlegt man das Produkt cos · cos, so kommt

Uφ= sin ωί + Vs ψ ^cos (^ω —/) *

-j- ¹^ φ cos (ω -j- /) ί.

In diesem letzteren Ausdruck stellt wiederum sincoi den zu modulierenden Träger dar; ω — f ist die untere Seitenfrequenz, ω + / ist die obere Seitenfrequenz und φ kann man in Analogie zur x'Vmplitudenmodulation den »Phasenmodulationsgrad« nennen.

Vergleicht man die Endformel für U₁₁ und für Uφ, so sieht man, daß, wenn man φ = k <C ¹I₂ macht, die beiden Ausdrücke in Träger und unterem Seitenband nach Frequenz, Phase und Amplitude übereinstimmen, im oberen Seitenband jedoch wohl nach Frequenz und Amplitude übereinstimmen, jedoch verschiedenes Vorzeichen besitzen. Die Summe beider Schwingungen hat daher den Wert:

Us = 2 sin ω t + φ cos (ω — /) t. _η

Sie enthält den Träger und die untere Seitenfrequenz, die obere Seitenfrequenz ist ausgeschieden. Die Differenz beider Schwingungen wird

U_d = cp cos (ω + f) t.

Der Träger und das eine Seitenband sind ausgeschieden.

Zur Phasenmodulation können verschiedene Schaltungen Anwendung finden.

Eine Schaltung ist in Abb. 1 dargestellt. Es werden den Gitterelektroden zweier Röhren 1 und 2 um 90° verschobene Trägerspannungen cos ωί und sin ωί zugeführt. Die beiden Röhren werden durch die Niederfrequenz f über den Transformator T im Gegentakt moduliert. Die Anoden der beiden Röhren sind parallel geschaltet und durchfließen einen gemeinsamen Kopplungstransformator K₁ mit dem der Ausgangskreis gekoppelt ist.

Ein Beispiel für die Gesamtschaltung zeigt Abb. 2. Von dem Hochfrequenzgenerator 0 werden um 90 ° verschobene Trägerspannungen den Röhren 1 und 2 zugeführt. Niederfrequenzmodulation findet wie vorher über den Transformator T statt. 3 bedeutet die Röhre, in welcher die Trägerschwingungen amplitudenmäßig moduliert werden. Die Ausgangskreise der Röhren 1, 2 und 3 wirken über Kopplungstransformatoren K¹, K²· auf einen gemeinsamen Kreis. Es ist auch möglich, den gewünschten Effekt dadurch zu erzielen, daß man denselben Träger nacheinander in der Phase und in der Amplitude moduliert. In diesem Falle findet nur Unterdrückung des einen Seitenbandes statt.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Erzeugung von modulierten, hochfrequenten Schwingungen, bei denen ein Seitenband bzw. ein Seitenband und die Trägerwelle unterdrückt sind, dadurch gekennzeichnet, daß von zwei hochfrequenten Schwingungen gleicher Wellenlänge und Phase die eine in

   der Phase und die andere in der Amplitude im gleichen gegen / kleinen (·< ¹Z₂) Modulationsgrad durch die gleichen, aber um eine Phasendifferenz von 90⁰ gegeneinander verschobenen Niederfrequenzen moduliert werden und darauf miteinander kombiniert werden.
2. 2. Verfahren zur Erzeugung von modulierter Hochfrequenzenergie, deren eines Seitenband unterdrückt ist, nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe Schwingung erst in der Amplitude und dann in der Phase bzw. umgekehrt moduliert wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen