DE624089C

DE624089C - Process for generating electromagnetic oscillations which are either only amplitude or only frequency modulated

Info

Publication number: DE624089C
Application number: DER84491D
Authority: DE
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1931-03-27
Filing date: 1932-03-25
Publication date: 1936-01-11

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modulation von Röhrengeneratoren, bei welchem eine unerwünschte Niebenmodulation durch eine im entgegengesetzten Sinne wirkende Modulation aufgehoben wird. Bei der Modulation von Röhrengeneratoren, insbesondere solcher für sehr kurze Wellen, tritt bekanntlich neben der gewünschten Änderung z. B. der Amplituden gleichzeitig eine Frequenzänderung ein, und umgekehrt. Dies hat seine Ursache darin, daß bei der Schwingungserzeugung einerseits die Frequenz stark von den Spannungen an Anode und Gitter der betreffenden Elektronenröhre abhängt und daß andererseits auch die erzeugte Schwingleistung eine Funktion dieser beiden Spannungen ist. Verändert man zu Modulationszwecken 'eine dieser Spannungen, so muß gleichzeitig eine Amplituden- und eine Frequenzänderung auftreten.The present invention relates to a method for modulating tube generators, in which an undesirable side modulation by one in the opposite Modulation acting on the senses is canceled. When modulating tube generators, especially those for very short waves, as is well known, occurs alongside the desired change z. B. the amplitudes at the same time a frequency change, and vice versa. this has its cause in the fact that on the one hand the frequency is high when the vibration is generated depends on the voltages at the anode and grid of the electron tube concerned and that on the other hand the generated oscillation power is also a function of these two voltages is. If one of these voltages is changed for modulation purposes, an amplitude and a frequency change must be carried out at the same time appear.

Erfindungsgemäß soll die unerwünschte Änderung einer Größe, z. B. der Frequenz, durch eine zweite Modulation an einer anderen Elektrode kompensiert werden. Diese Gegenmodulation muß nun so erfolgen, daß sie im entgegengesetzten Sinne wie die ursprüngliche Störmodulation wirkt und diese aufhebt.According to the invention, the undesired change in a size, for. B. the frequency, be compensated by a second modulation on another electrode. These Countermodulation must now take place in such a way that it works in the opposite sense as the original Interference modulation acts and cancels it.

Es sind Verfahren zur Vertiefung und Verstärkung 'einer bestimmten Modulationsart bekannt, bei denen Doppelmodulation an zwei verschiedenen Elektroden derselben Röhre bzw. Röhren durchgeführt wird. Die Doppelmodulation wird dabei so vorgenommen, daß beide Modulationsvorgänge sich unterstützen und die Maßnahme sich in einer Erhöhung des Modulationsgrades auswirkt.There are known methods for deepening and amplifying a certain type of modulation, in which double modulation is carried out on two different electrodes of the same tube or tubes. The double modulation is done in such a way that both modulation processes support each other and the measure results in an increase the degree of modulation.

Weiterhin ist vorgeschlagen worden, bei Bremsfeldschaltungen, welche aus nicht konstanten Spannungsquellen gespeist werden, die durch den Wechsedspannungsanteil der Betriebsspannungen hervorgerufenen Störmodulationen teilweise aufzuheben. Es soll dabei vor allem die Modulationsart eliminiert werden, die mit der Signalmodulation in ihrer Art (Frequenz- oder Amplitudenmodulation) übereinstimmt.It has also been proposed, in the case of braking field circuits, which consist of non-constant Voltage sources are fed by the alternating voltage component of the operating voltages partially cancel the interference modulations caused. Above all, the type of modulation should be eliminated, those with signal modulation in their type (frequency or amplitude modulation) matches.

In der vorliegenden Erfindung handelt es sich jedoch um die Kompensation einer Störmodulation, die durch die Modulationsspannungen selbst hervorgerufen wird..In the present invention, however, it is about the compensation of an interference modulation, which is caused by the modulation voltages themselves ..

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung von elektromagnetischen Schwingungen, welche entweder nur amplituden- oder nur frequenzmoduliert sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine unerwünschte Neben-The method according to the invention for generating electromagnetic vibrations, which are either only amplitude or only frequency modulated, is characterized by that an undesirable secondary

modulation' "durch, eine im entgegengesetzten Sinne wirkende Modulation aufgehoben wird. Der Erfindungsgedanke· läßt sich am besten derart durchführen, daß die zur Kompensation einer unerwünschten Nebenmodulation dienende Modulation im Stromkreis, einer anderen Elektrode wie die Hauptmodulation vorgenommen wird.modulation '"through, one in the opposite Modulation acting on the senses is canceled. The idea of the invention can best be perform in such a way that to compensate for an undesired secondary modulation Serving modulation in the circuit, another electrode as the main modulation is made.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung ίο sind auf der Zeichnung in zwei Figuren dargestellt. Two embodiments of the invention are shown in the drawing in two figures.

Fig: ι zeigt einen Ultrakurzwellensender in Bremsfeldschaltung, dessen ~ zwei Röhren 2 und 4 im Gegentakt arbeiten. Die Gitter 23 der Röhren sind über ein abgestimmtes, in der Länge veränderliches Leitersystem 6 miteinander verbunden. Der Symmetriepunkt 22 dieser Leitung ist über eine Drossel 28 an die positive Klemme einer Gleichspannungsquelle 20 angeschlossen. Die Anoden der Röhren sind ebenfalls über ein Leitersystem. 8 miteinander verbunden. Der elektrische Mittelpunkt 18 des- Anodenkreises 8 ist über ein Potentiometer 17 mit der Anodenbatterie 19, die eine geringere Spannung im Vergleich mit der Gitterspannungsquelle 20 aufweist, verbunden. Die in einer Vorstufe 24 verstärkten Modulationsspannungen werden den parallel geschalteten Gittern mehrerer Modulatorröhren 30 zugeführt, deren Anoden an ■einem Punkt 32 zwischen der Drossel 28 und dem elektrischen Mittelpunkt 22 des Kreises 6 mit den Gitterelektroden 23 verbunden sind. Fig: ι shows an ultra-short wave transmitter in Brake field circuit, the ~ two tubes 2 and 4 of which work in push-pull. The grids 23 the tubes are connected to one another via a coordinated, length-adjustable conductor system 6 tied together. The point of symmetry 22 of this line is connected to the positive terminal of a DC voltage source via a choke 28 20 connected. The anodes of the tubes are also via a conductor system. 8th connected with each other. The electrical center 18 of the anode circuit 8 is via a Potentiometer 17 with the anode battery 19, which has a lower voltage compared with the grid voltage source 20, connected. The reinforced in a preliminary stage 24 Modulation voltages are applied to the grids of several modulator tubes connected in parallel 30, the anodes of which at a point 32 between the throttle 28 and the electrical center 22 of the circle 6 are connected to the grid electrodes 23.

Im Anschluß hieran soll bemerkt werden, daß die Ausgangsenergie der Stufe 24 in bekannter Weise mit einer weiteren Frequenz moduliert werden kann, so daß die Antenne 10, die über eine Leitung 12 und eine Koppelvorrichtung 40 mit dem Anodenkreis 8 verbunden ist, eine doppelt modulierte Welle ausstrahlt.In connection with this it should be noted that the output energy of the stage 24 is known Way can be modulated with a further frequency, so that the antenna 10, which has a line 12 and a coupling device 40 is connected to the anode circuit 8, emits a double modulated wave.

Bei der eben geschilderten Schaltung treten im Ausgangskreis des Senders sowohl frequenzmodtilierte als auch amplitudenmodulierte Schwingungen auf. Will man z. B. reine amplitudenmodulierte Schwingungen haben, so muß man die Frequenzmodulationskompo-' nente eliminieren. Zur Durchführung des Ergo fLndungsgedankens ist eine Erweiterung der Schaltung erforderlich. An die Gitterleitung zwischen Punkt 22 und 32 wird ein Widerstand 34 geschaltet, der an seinem anderen Ende über eine Spannungsquelle 46 geerdet ist. An diesem Spannungsteiler 34 kann die Modulationsspannung über einen Abgriff 38 in beliebiger Größe entnommen und über eine Leitung36 im Kreisel6 der Anodengleichspannung überlagert werden. Durch geeignete Einstellung des Abgriffes 38 am Widerstand 34 kann man die im Ausgangskreis 40 erscheinende Frequenzkomponente vollständig eliminieren.In the circuit just described, both frequency-modulated ones occur in the output circuit of the transmitter as well as amplitude-modulated oscillations. Do you want to z. B. have pure amplitude-modulated oscillations, so one must eliminate the frequency modulation component. To carry out the Ergo According to the idea of the invention, an expansion of the circuit is necessary. To the grid line between point 22 and 32 there is a resistance 34 connected, which is grounded at its other end via a voltage source 46. At this voltage divider 34 can Modulation voltage taken from a tap 38 in any size and via a Line36 in the gyro6 of the anode DC voltage are superimposed. By suitably setting the tap 38 on the resistor 34 the frequency component appearing in the output circuit 40 can be completely eliminated.

Diesen Vorgang kann man folgendermaßen erklären: Die Frequenz des Senders ist abhängig von der Anoden- und von der Gitterspannung. Ändert man nun z. B. die Gitterspannung zu Modulationszwecken in einem Sinne, der- eine Frequenzerniedrigung zur Folge haben würde, so muß man, um diese Änderung zu vermeiden, unter Beachtung der Phasenbeziehung zwischen Gitter- und Anodenkreis die Anodenspannung gleichzeitig so ändern, daß diese zusätzliche Änderung eine Frequenzerhöhung zur Folge haben würde. Die Größe der Gegenmodulationsspannung muß so gewählt werden, daß die resultierende Frequenzänderung Null wird. Die resultierenden Kurven, die das Verhältnis zwischen den Spannungen von Anode und Steuergitter für die Erzeugung ultrakurzer Wellen von konstanter Frequenz zeigen, ergeben sich für den Bereich, innerhalb dessen der Oszillator benutzt werden soll, als flach oder fast geradlinig. Infolgedessen kann man durch die Anlegung ähnlicher und ausgleichender Spannungen oder modulierender Spannungen oder Moduiationsspannungen von ausgleichendem Sinne an die verschiedenen Elektroden des Oszillators die Frequenzkomponente eliminieren. In ähnlicher Weise ergibt eine richtige Einstellung des Anzapfpunktes 38, daß die Amplitudenmodulatioiiskomponente eliniiniert werden kann, so daß nur reine frequenzmodulierte Energie im Ausgang des Oszillators auftritt.This process can be explained as follows: The frequency of the transmitter depends from the anode and from the grid voltage. If you change z. B. the grid voltage for modulation purposes in a sense that results in a lowering of the frequency would have, one must, in order to avoid this change, take into account the phase relationship simultaneously change the anode voltage between the grid and anode circle in such a way that that this additional change would result in an increase in frequency. The size of the counter modulation voltage must be chosen so that the resulting frequency change is zero. The resulting Curves showing the relationship between the voltages of the anode and the control grid for the generation of ultra-short waves of constant frequency result for the range within which the oscillator is to be used as flat or almost straight. As a result, you can get through the application of similar and balancing tensions or modulating tensions or modulation voltages in a balancing sense to the various electrodes of the oscillator is the frequency component eliminate. Correct setting of the tapping point results in a similar manner 38 that the amplitude modulation component can be eliminated so that only pure frequency-modulated energy occurs in the output of the oscillator.

Bei sehr hohen Frequenzen wirkt sich die natürliche Erdkapazität der Schaltelemente ¹^ ¹^ 36 usw. als verlustbringender Nebenschluß für die erzeugte Hochfrequenz aus. Diese Wirkung kann durch eine entsprechende Einstellung des Abgriffes 38 nicht beseitigt werden. Zur Neutralisation dieser punktiert dargestellten Erdkapazität dient ein Drehkondensator 42, der parallel zu dem Teil des- Widerstandes 34 geschaltet ist, der zwischen Abgriff 38 und dem mit den Gittern verbundenen Ende des Widerstandes 34 liegt. Bei einer praktischen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens betragen die den Gittern zugeführten Modulationsspannungen etwa das Dreieinhalbfache von den Spannungen, die den Anoden zugeführt wurden. Für die Kompensation der natürlichen Erdkapazität soll das Verhältnis der Kapazitätswerte etwa umgekehrt gewählt werden. Die Kapazität 42 soll etwa emT Drittel der Erdkapazität der Schaltelemente 17, 19, 36 usw. betragen. Um das Fließen eines. Gleichstromes von der Änodenspannungsquelle 20 über den Widerstand34 zu verhindern, liegt in Reihe mit dem Widerstand 34· eine SpannungsqueUe 46,At very high frequencies, the natural earth capacitance of the switching elements ¹ ^ ¹ ^ 36 etc. acts as a loss-making shunt for the high frequency generated. This effect cannot be eliminated by setting the tap 38 accordingly. A variable capacitor 42, which is connected in parallel to the part of the resistor 34 which is located between the tap 38 and the end of the resistor 34 connected to the grids, serves to neutralize this earth capacitance shown in dotted lines. In a practical embodiment of the method according to the invention, the modulation voltages applied to the grids are approximately three and a half times the voltages applied to the anodes. To compensate for the natural earth capacity, the ratio of the capacity values should be chosen roughly the other way around. The capacitance 42 should be about emT third of the earth capacitance of the switching elements 17, 19, 36, etc. To the flow of one. To prevent direct current from the anode voltage source 20 via the resistor 34, there is a voltage source 46 in series with the resistor 34,

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deren Spannung gleich der Anodenspannung ist und die so gepolt ist, daß die beiden Spannungen gegeneinandergeschaltet sind.whose voltage is equal to the anode voltage and which is polarized so that the two voltages are switched against each other.

Naturgemäß kann das Prinzip der gleichzeitigen Modulation mehrerer Elektroden einer Entladungsröhre zum Zwecke, eine unerwünschte, von den Modulationsspannungen selbst hervorgerufene Nebenmodulation aufzuheben, nicht nur bei Oszillatoren der beschriebenen Art, sondern auch bei allen anderen Modulationssystemen verwendet werden. Fig. 2 zeigt beispielsweise die Anwendung der vorliegenden Erfindung zur Elimination von Frequenzmodulation bei einem modulierten rückgekoppelten Oszillator. Der Oszillator 50, der durch eine Rückkopplungsspule 52 zur Selbsterregung gebracht wird, ist anodenseitig mit dem Kraftverstärker 54 gekoppelt. Die in 54 verstärkten Schwingungen werden über eine Leitung 56 der Antenne 58 zugeführt. Die Hauptmodulation wird im vorliegenden Beispiel im Anodenkreis des Oszillators vorgenommen. Die Modulationsspannungen werden in einer Vorstufe 60 verstärkt und dann dem Gitter einer Modulatorröhre 62 zugeführt, deren Anode mit dem Anodenkreis des Oszillators 50 verbunden ist. Das Resultat einer derartigen Modulation sind Änderungen sowohl der Frequenz als auch der Amplitude der erzeugten Schwingungen. Um eine der unerwünschten Modulationskomponenten eliminieren zu können, ist ein Widerstand 64 in Reihe mit einer Spannungsquelle 66 zwischen Erde und dem anodenseitigen Ende der Drosselspule 68 in die Anodenleitung vom Oszillator 50 eingeschaltet. An diesem Widerstand 64 wird über einen Abgriff 70 und gegebenenfalls über einen Kondensator 72 ein Teil der Modulationsspannung abgenommen und dem Steuergitter des Oszillators 50 zugeführt. Je nachdem ob unerwünschte Frequenz- oder Amplitudenmodulation unterdrückt werden soll, ist der Abgriff 70 am Widerstand 64 verschieden einzustellen. Sollte es erforderlich sein, die Phase der Nebenmodulationsspannung um 18 o° gegen die Phase der vom Modulator gelieferten Spannung zu drehen, so kann dies durch Transformatoren o. dgl. geschehen.Naturally, the principle of the simultaneous modulation of several electrodes can one Discharge tube for the purpose of canceling an undesired secondary modulation caused by the modulation voltages themselves, not only with oscillators of the type described, but also with all others Modulation systems are used. For example, Fig. 2 shows the application of the present invention for eliminating frequency modulation in a modulated feedback oscillator. The oscillator 50, which is driven by a feedback coil 52 is brought to self-excitation, is coupled to the force amplifier 54 on the anode side. The vibrations amplified in 54 are fed to the antenna 58 via a line 56. In the present example, the main modulation is in the anode circuit of the oscillator performed. The modulation voltages are amplified in a pre-stage 60 and then the grid of a modulator tube 62 supplied, the anode of which is connected to the anode circuit of the oscillator 50. That Such modulation results in changes in both frequency and frequency Amplitude of the generated vibrations. To one of the undesirable modulation components To be able to eliminate is a resistor 64 in series with a voltage source 66 between ground and the anode side The end of the choke coil 68 is switched into the anode lead from the oscillator 50. At this Resistor 64 is connected via a tap 70 and possibly via a capacitor 72 Part of the modulation voltage is removed and fed to the control grid of the oscillator 50. Depending on whether unwanted frequency or amplitude modulation is suppressed is to be, the tap 70 on the resistor 64 is to be set differently. Should it may be necessary, the phase of the secondary modulation voltage by 18 o ° against the phase To rotate the voltage supplied by the modulator, this can be done by transformers or the like happened.

Die zum Betrieb- des Oszillators 50 notwendige Gittervorspannung kann über eine Impedanz 74 zugeführt werden. Entspricht die am Widerstand 64 abgegriffene Gleichspannung zufällig der normalen betriebsmäßigen Vorspannung, so kann eine besondere Gittervorspannungsquelle und damit die Drossel 74 und der Kondensator 72 in Wegfall kommen.The grid bias voltage required to operate the oscillator 50 can be via an impedance 74 are supplied. Corresponds to the DC voltage tapped at resistor 64 happens to be the normal operational bias, so may a special grid bias source and thus the choke 74 and the capacitor 72 are omitted.

Claims

Patent claims:

1. Method for generating electromagnetic oscillations, which either are only amplitude or only frequency modulated, characterized in that an undesired secondary modulation is canceled by a modulation acting in the opposite sense.

2. Circuit for performing the method according to claim 1, characterized in that that the modulation in the circuit of another, which serves to compensate for an undesired secondary modulation Electrode how the main modulation is done.

3. Grid current modulated braking field circuit according to claim 2 (see. Fig. 1), in which the anode-cathode section of the modulation tube or tubes to the grid-cathode section of the oscillating tube or tubes is connected in parallel in terms of low frequency and the sum current over a low frequency choke is fed, characterized in that the anode-cathode Route the modulation tube (s) through a resistor, possibly in Series connection with a DC voltage source, bridged and the anode (braking electrode) of the oscillating tube resp. -röhren is connected to one point of this resistance.

4. A circuit according to claim 3, characterized in that the between the Low frequency choke and the anode (brake electrode) connection lying part of the resistor by a preferably adjustable capacitor is bridged.

5. Anode current modulated feedback Transmitter circuit according to Claim 2 (see. Fig. 2), in which the anode-cathode path the modulation tube or tubes to the anode-cathode section the oscillating tube or tubes is connected in parallel in terms of low frequency and the total current via a low-frequency choke is supplied, characterized in that the anode-cathode path of the modulation tube (s) through a resistor, possibly connected in series with a DC voltage source, bridged and the control electrode of the vibrating tube or tubes with a Point of this resistance is connected via a capacitance.

1 sheet of drawings