DE545857C - Anordnung zur Erzeugung von frequenzmodulierten Schwingungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von frequenzmodulierten Schwingungen.

Bei den gewöhnlichen Schwingungserzeugern wird die Frequenz durch die natürliche Resonanzfrequenz eines abgestimmten Kreises bestimmt. Diese Anordnung ist für Frequenzmodulation unvorteilhaft wegen der Schwierigkeit, einen Resonanzkreis \^rorzusehen, dessen Abstimmung sowohl schnell als auch linear im Ansprechen auf den Steuerstrom sich ändert.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird als Erzeuger, dessen Frequenz moduliert werden soll, ein Kippschwingungsgenerator verwendet, dessen Frequenz nicht von irgendeinem resonanten Kreis abhängig ist. Ein derartiger Schwingungserzeuger wird aus einem Kondensator und einer Elektronenröhre gebildet, die parallel zueinander an eine Gleichstromquelle geschaltet sind, und die Schwingungen kommen dadurch zustande, daß der Kondensator abwechselnd bei nichtleitender Elektronenröhre von der Gleichstromquelle aufgeladen wird und nach genügender Aufladung sich über die dadurch leitend werdende Elektronenröhre entladet. Ernndungsgemäß wird die Frequenz eines derartigen nicht resonanten Schwingungserzeugers durch Änderung des Widerstandes eines zwischen diesem und seiner Gleichstromenergiequelle eingeschalteten Organes, z. B. einer Steuerelektronenröhre, im Rhythmus der Modulationsfrequenz gesteuert. Der Widerstand der Steuerröhre kann hierbei zweckmäßig in an sich bekannter Weise durch die Steuerung ihrer Gitterspannung im Rhythmus der Modulationsfrequenz geändert werden. Bei dem nicht resonanten Kippschwingungserzeuger wird die parallel zu dem Kondensator geschaltete Entladungsröhre zweckmäßigerweise mit Gittersteuerung versehen, wobei das Gitter derart mit dem Entladungsstrom des Kondensatons oder mit dem an die nächste Stufe abgegebenen Nutzstrom rückgekoppelt ist, daß beim Wachsen des Entladungsstromes die Leitfähigkeit der Entladungsröhre steigt. Bei einer derartigen Gittersteuerung der Entladungsröhre wird der bei einer gewissen Spannung des Kondensators einsetzende Entladungsvorgang durch die infolge der Rückkopplung erfolgende Erhöhung der Leitfähigkeit der Rohre unterstützt, so daß sich der Kondensator weitgehend entladen kann, bis die Entladungsröhre wieder nichtleitend wird, dann fängt der Kondensator an, sich wieder aufzuladen. Die Schwingungsfrequenz des aiuf diese Weise gebildeten Kippschwingungserzeugers hängt 6q

von der Ladungszeit seines Kondensators ab und diese letztere von der Größe der Impedanz des Steuerorganes (z. B. der Steuerröhre), die zwischen der Gleichstromenergiequelle und dem erwähnten nicht resonanten Schwingungserzeuger liegt.

Bei dieser Anordnung besteht eine gewisse Tendenz, daß die frequenzmodulierte Ausgangsenergie des Kippschwingungserzeugers ίο ein gewisses Maß von Amplitudenmodulierung aufweist, denn die Energie pro Periode ist von der Kondensatorladung abhängig, und die letztere ändert sich bei der Impedanzänderung des Steuerorganes, so daß hierbei gleichzeitig mit der Frequenzmodulierung eine gewisse Amplitudenmodulierung zustande kommt.

Die Beseitigung dieser Amplitudenmodulation ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, und zwar wird diese dadurch bewirkt, daß die Ausgangsenergie des Kippschwingungsgenerators durch einen Begrenzer durchgeführt wird. Der Begrenzer besteht in bekannter Weise aus einem Verstärker, der sich bereits bei einer Energie sättigt, die nicht höher ist als das geringe Energiemaß des Generatorausganges. Anstatt eines besonderen Begrenzers kann man auch einen in der Regel sonst benutzten Verstärker als Begrenzer verwenden.

Man kann die auf diese Weise erhaltene frequenzmodulierte Energie dazu benutzen, um mit 'dieser eine noch höhere Frequenz in einem passenden Hauptsender, der z. B. von einem kristallgesteuerten Hilfsoszillator für kurze Wellen erregt werden kann, zu modulieren.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Hier ist 10 eine Röhre mit Kathode 2, Gitter 4 und Anode 6, welch letztere in Reihe mit einer Transformatorspule 8 liegt. Diese ist einstellbar mit einer Spule 12 gekoppelt, die in Reihe liegt mit Gitter 4, Batteriekreis 14 und Kathode 2. Parallel mit der Serienkombination, bestehend aus Röhre 10 und Spule 8, liegt ein Kondensator 20, während in Reihe mit der ganzen Kombination 20, 8 und 10 eine Gleichstromquelle 16 liegt. Die Spannungs- und Kapazitätswerte sind so eingestellt, daß die Röhre 10 beim entladenden Kondensator 20 nichtleitend ist, aber leitend wird, wenn sich im Kondensator 20 eine genügende Ladung von der Batterie 16 ansammelt.

Wenn durch das Ventil 10 Strom zu fließen beginnt, schwingt infolge der Rückkopplung das Gitter 4 positiv, macht die Röhre ' mehrleitend und verursacht eine schnelle Entladung des Kondensators. Sobald die fortgeschrittene Entladung sich durch eine Verminderung des Stromes durch die Spule 8 bemerkbar macht, induziert die magnetische Kopplung zwischen den Spulen 8 und 12 eine Spannung in entgegengesetzter Richtung, wodurch das Gitter negativ schwingt, und die Röhre 10 nichtleitend wird. Die Rückkopplung hat also die Tendenz, die Röhre bei der beginnenden Entladung vollkommen leitend zu machen und dadurch die Entladung zu befördern und dann bei vorgeschriebener Entladung vollkommen zu sperren; ohne ihre Anwendung ist die Parallelkombination Röhre—Kondensator eher geneigt, einen konstanten Stromfluß aufzunehmen anstatt Schwingungen zu erzeugen.

Wünschenswert ist das Vorhandensein einer gewissen Selbstinduktion, um eine günstigere Wellenform zu erhalten oder auch um die vollständige Entladung des Kondensators zu unterstützen; sonst würde die Entladung in dem Augenblick aufhören, wo der Entladungsstrom abzunehmen beginnt, und es würde infolgedessen der Kondensator nur teilweise entladen werden. Ist jedoch eine gewisse Selbstinduktion im Gitterstromkreis vorhanden, so folgt das Negativwerden des Gitterpotentials nur mit einer gewissen Verzögerung auf die Abnahme des Entladungsstromes, wobei eine vollständigere Entladung gestattet und auch eine bessere Wellenform erzielt wird.

Offenbar ist die Schwingungsfrequenz des Generators 10, 20 von irgendeinem Resonanzkreis unabhängig, da kein Schwingungskreis auf die Arbeitsfrequenz abgestimmt ist. Die Induktanz 8 ist gewöhnlich viel zu klein, um mit dem Kondensator 20 in dem betreffenden Frequenzbereich in Resonanz zu sein. Ferner ist der Kreis 8, 20 kein wirksamer Kreis, da er den hohen inneren Widerstand der Röhre 10 in Serie enthält. Die Frequenz hängt von dem zeitlichen Verlauf des Ladungsstromes von der Batterie 16 zum Kondensator 20 ab, da die Röhre 10 sich nur dann öffnet, wenn der Kondensator genügend Ladung aufgespeichert hat. Demgemäß kann die Frequenz durch eine no geeignete Impedanz, die den zeitlichen Verlauf des Ladestromes beeinflußt, zweckmäßig durch die Röhre 30 gesteuert werden. Ferner wird der Wert des Gleichstromes durch die Batterie 26 und das Potentiometer 28 passend n₅ eingestellt. Die Änderung der Impedanz der Röhre 30, die zum Wobbein der Frequenz des Generators 10, 20 notwendig ist, kann durch Gittersteuerung der Röhre 30 erfolgen. Die Modulationsschwingungen werden von der Steuerleitung 34 über einen Transformator 32 der Gitterspannung zugeführt.

Sprachmodulation kann durch ein Mikrophon erzeugt werden, das mit einer Batterie 62 in Reihe liegt, während das Telegraphieren durch die Taste 66 im Stromkreis einer Wechselstrommaschiine 64 bewirkt werden kann. Für Multiplexbetrieb kann eine Anzahl niederfrequenter Kanäle mit getrennten Tasten vorgesehen werden, von denen jeder seine eigene charakteristische Frequenz hat.

Die Ausgangsenergie vom Kippschwingungsgenerator 10, 20 kann durch eine Spule $6 abgenommen werden, die mit einer oder beiden Spulen 8 und 12 gekoppelt ist, und dann durch einen Begrenzer 38 geschickt werden, um die Energiemodulierung (Amplitudenmodulierung) zu beseitigen.

Erforderlichenfalls kann die frequenzmodulierteEnergie dazu benutzt werden, umEnergie von höherer Frequenz, z. B. auf einer Bandseite, zu modulieren. Dieses ist bei der Anordnung nach der Zeichnung der Fall, worin die höhere Trägerfrequenz in einem durch einen Kristall 42 gesteuerten Oszillator 40 erzeugt wird. Diöse konstante höhere Frequenz wird durch Hochfrequenzkondensatoren 44 gleichphasig den Gittern des aus den Röhren 46 bestehenden Hauptsenders zugeführt. Die frequenzmodulierte und vom Begrenzer 38 gelieferte Energie wird den Gittern der Röhre 46 gegenphasig durch einen Transformator 48 zugeführt. Die Energie von der Trägerfrequenz wird in den beiden Hälften des Ausgangstransformators 50 ausgeglichen, und es werden die Seitenbänder einem Filter 52 zugeführt, das so beschaffen sein kann, daß es die Energie ungefähr bei der Trägerfrequenz nach einer Seite abschneidet, so daß nur eines der beiden Seitenbänder einem Verstärker 54 zugeführt wird, der an die Antenne 65 angeschlossen ist. Zur Erzielung einer konstanten Energie kann der Verstärker 54 selbst als Begrenzer ausgebildet sein, zu welchem Zweck in jeder Stufe die Amplitude der Eingangserregung so hoch genommen werden kann, daß der Arbeitspunkt, worin eine weitere Vergrößerung der Eingangserregung eine wesentliche Vergrößerung der Ausgangsleistung
schritten wird.

verursacht, über

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Erzeugung von

■ frequenzmodulierten Schwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kippschwingungsgenerator als Steuersender für den Hauptsender dient, und daß die Modulatdonsschwiingiungen die Frequenz des Kippschwingungsgenerators steuern.

2. Anordnung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kippschwingungsgenerator aus einer rückgekoppelten Dreielektrodenröhre besteht, deren Kathoden-Anoden-Speisestromkreis durch einen Parallelkondensator überbrückt ist, und daß in Reihe mit der Anodenstromquelle ein veränderlicher Widerstand, z. B. eine Dreielektrodenröhre, liegt, der im Rhythmus der Modulationsfrequenz, z. B. durch Steuerung der Gitterspannung der Dreielektrodenröhre, beeinflußt wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplung des Kippschwingungsgenerators so gewählt ist, daß beim Wachsen des Entladungsstromes des Kippschwingungsgenerators die Leitfähigkeit der Entladungsröhre steigt.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzmodulierte Ausgangsenergie des Kippschwingungsgenerators über einen Begrenzer (38) fließt.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzmodulierte Energie des Kippschwingungssteuergenerators in einem Hauptsender eine höhere Frequenz moduliert, die z. B. ein kristallgesteuerter Hilfssender (40) im Hauptsender erregt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen