DE632738C - Phasenmodulierte Senderschaltung - Google Patents

Description

Die Haupterfindung betrifft eine phasenmodulierte Senderschaltung, bei welcher die Phasenlage der hochfrequenten Trägerschwingungen im Rhythmus des Modulationsvorganges verändert wird. Die von einem Steuersender gelieferte Trägerschwingung konstanter Frequenz und Amplitude wird zwei anodenseitig im Gegentakt arbeitenden Modulationsröhren mit einer Phasenverschiebung" von annähernd i8o° zugeführt; die Modulationsspannungen werden ebenfalls im Gegentakt zugeführt. Im Hauptpatent wurden die Trägerschwingungen dem Steuergitter der einen Röhre über eine kapazitive und dem Steuergitter der anderen Röhre über eine induktive Impedanz zugeführt.

Diese Schaltungen arbeiten bei sehr kurzen Wellen nicht mehr zufriedenstellend; denn um dort die notwendige Phasenverschiebung zu erzeugen und auf einen bestimmten Wert zu bringen, bedarf es geringster Änderungen der in der Haupterfindung vorgesehenen konzentrierten Kondensatoren und konzentrierten Induktivitäten. Solche Einstellungen sind bekanntlich äußerst kritisch und schwer reproduzierbar.

In der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung, die große Vorteile bei der Phasenmodulation von kurzen Wellen aufweist.

Erfindungsgemäß werden statt konzentrierter Kapazitäten und Induktivitäten bzw. quasi-stationärer Schwingkreise resonanzfähige Leitungen mit verteilter Induktivität und Kapazität verwendet. Die Länge dieser Leitungen läßt sich stetig und um ganz kleine Beträge ändern, ist jederzeit reproduzierbar und gestattet daher eine wirklich genaue Phaseneinstellung. Zu diesem Zwecke ist die Verwendung solcher Leitungen neu und 4 a vorteilhaft.

Derartige lange Leitungen sind bis jetzt nur zur Frequenzstabilisierung von Röhrensendern verwendet worden. Auf diesen Leitungen bilden sich stehende Wellen aus, die nur von der Frequenz und der Länge der Leitung abhängen. Frequenzänderungen, die durch äußere Kreise oder Belastungen verursacht werden könnten, werden auf diese Weise wirksam unterdrückt. In der vorliegenden Erfindung spielen diese langen Leitungen eine andere Rolle, da die Modulations-

stufen fremd gesteuert sind und somit Frequenzänderungen von dieser Stufe aus nicht kompensiert werden können.

Der Sender gemäß der vorliegenden Erftf^Ä dung enthält zwei Röhren, deren Anoden ΐ$]# einem gemeinsamen Schwingkreis verbünde!^' sind und deren S teuer elektroden mit derselben¹ Erregungsquelle durch' getrennte Leitungen verbunden sind, so daß das eine Gitter durch ίο die eine Leitung und das andere Gitter durch zeugt und die Steuergitter 2 und 4 der beiden Modulatorröhren F und G über die Leitun-_Λ gen U- und L? erregt. Diese Leitungen sind •;ni.it dem Steuersender über Kondensatoren 6 " 8 verbunden. Lr ist mit dem Gitter 2 den Kondensator y und über den Kondensator 9 mit Erde und über diese mit der Kathode 10 verbunden. Lr führt vom Steuersender O zum Gitter 4 der Modulatorröhre G über den Kondensator 11 und ist mit der

die andere Leitung erregt wird. Diese beiden Kathode 12 über den geerdeten Kondensator

Leitungen sind von verschiedener elektrischer Länge. Die Gittervorspannung wird von einer gemeinsamen festen Quelle geliefert. Ein Modulationstransformator verändert die Vorspannungen der beiden Gitter gegenphasig entsprechend den Modulationsschwingungen, die der Primärwicklung des Transformators zugeführt werden. Da die beiden Modulatorröhren von derselben Quelle erregt werden, wird jede mit derselben Frequenz erregt; da aber jede Röhre über Leitungen von verschiedenen elektrischen Längen erregt wird, wird ihre Erregung verschiedenphasig erfolgen. Erfindungsgemäß enthält eine der Leitungen eine Einrichtung zur Veränderung der elektrischen Länge in winzigen Stufen, etwa einen Posaunenschieber. Durch die verschiedene elektrische Länge wird naturgemäß die Phase der-der einen Röhre zugeführten Energie der Phase der anderen Energie voreilen, desgleichen die Phase der Resultierenden im gemeinsamen Schwingkreis "gegenüber einer mittleren Phasenlage. Die Röhre, die die niedrigere, momentane, z. B. negative Gittervorspannung besitzt-, wird naturgemäß einen größeren Steuereffekt auf die Lage des resultierenden Spannungsvektors in dem Schwingkreis ausüben, und zwar wird die Phasenlage des resultierenden Vektors in diesem Schwingkreis gegenüber einer mittleren Phasenlage in einem Maß vor- oder rückeilen, die dem jeweilig größeren Verstärkungsgrad des einen Modulators im Verhältnis zu dem anderen entspricht. Da die Primärwicklung des- Modulationstransformators durch die Signalschwingungen erregt wird, ändert sich die Gitterspannung der Modulatorröhren mit der Signalfrequenz und daher die verstärkte Energie im Schwungradlcreis gleichphasig mit den Änderungen der dem Transformator zugeführten Signalfrequenzen.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden die Modulationsfrequenzen den Schirmgittern von Schirmgitterröhren zugeführt.

Die Zeichnung zeigt Schaltbilder dreier verschiedener Ausführungsformen. In Abb. ι ist ö ein S teuer sender, der Schwingungen von konstanter Frequenz er-

13 verbunden. Auf diese Weise werden die in den Leitungen L¹ und L? mit Signalfrequenz auftretenden Potential schwingungen zwischen die Gitter und Kathoden der Röhren F und G gelegt und erscheinen normalerweise gleichphasig an diesen Gittern. Diese Phasen werden nun erfindungsgemäß verschoben, indem in die Leitung JJ- Posaunenschieber T o. dgl. eingeschaltet sind, die durch ein Steuerelement 14 verstellt werden können und dadurch die elektrische Länge von Lr verändern. Durch diese Schieber können die Phasenverschiebungen in ganz kleinen Stufen bewirkt werden. Große Phasenänderungen werden durch Änderung der Längen von Lr und Lr bewirkt.

Die H. F.-Schwingungen, die von O durch die Leitungen Lr und L? übertragen werden, werden in den Röhren F und G verstärkt und dem Schwungradkreis 22 zugeführt, dessen eine Klemme mit den Anoden 20 und 21 und dessen andere Klemme mit der Batterie 23 verbunden ist, die durch die Kondensatoren C und C¹ überbrückt ist. Diese verstärkten Schwingungen erscheinen gleichphasig an den Anoden 20 und 21 und wurden sich gleichphasig im Schwungradkreis addieren, wenn die Leitungen D- und Lr gleich lang wären. Da jedoch in diesen Leitungen die Phasenverschiebung auftritt, erscheinen die Schwingungen im Schwungradkreis in verschiedener Phase. Der Schwungradkreis wird durch den Drehkondensator 24 auf die Steuersenderfrequenz abgestimmt. Die Vorspannung wird dem Gitter von F über einen Widerstand R¹ und dem Gitter von G über einen Widerstand R² von der Batterie 23 durch eine Leitung 26 zugeführt, die' mit dem Mittelpunkt der Sekundärwicklung 29 eines Transformators T² verbunden ist. Die Niederspannungsklemmen der Widerstände R¹ und R² sind mit derselben Sekundärwicklung 29 verbunden, während die Primärwicklung 32 mit der Quelle 34 der Signalschwingungen verbunden ist.

Die Kondensatoren 28 und 30 lassen die hochfrequenten Schwingungen des Steuersenders O ungehindert zur Kathode gelangen. Für die Modulationsschwingungen dagegen sollen sie einen relativ hohen Widerstand darstellen, damit die Sekundärwicklung 29

des Modulationstransformators T² nicht über die Kathoden bzw. die Batterien kurzgeschlossen wird. Die Impedanz der Widerstände R¹ und R² bei der S teuer sender frequenz muß gleich dem Wellenwiderstand der Leitungen L¹ und L- sein, so daß keine stehenden Wellen auftreten.

Die Arbeitsweise des eben beschriebenen Senders ist folgende:

ίο Der Steuersender O erzeugt Schwingungen von konstanter Frequenz, die den Gittern von F und G über die Leitungen L¹ und L² zugeführt werden. L² hat eine feste elektrische Länge, während L¹ verändert werden kann.

Die Phase der Schwingungen¹ im Schwungradkreis 22 wird durch die von den Röhren F and G gelieferte Energie gesteuert, und zwar ist dieser Kreis 22 auf die Frequenz des Steuersenders abgestimmt. Beide Röhren haben dieselbe feste Gitterspannung, jedoch wird außerdem das Gitter jeder Röhre gegenphasig durch die Sekundärwicklung 29 des Transformators T² erregt, so daß, wenn die Modulationssignale von der Quelle 34 der Primärwicklung von T² zugeführt werden, die Vorspannung der Gitter von F und G sich in entgegengesetzten Richtungen ändern. Die aus den Spannungskomponenten der Röhren F und G gebildete Resultierende bleibt dem absoluten Betrage nach annähernd konstant; ihren Winkel gegenüber einer mittleren Phasenlage ändert sie nach Maßgabe der von jeder Modulatorröhre gelieferten Energie bzw. in Übereinstimmung mit den den zugehörigen Gittern zugeführten Spannungen. Da die Phase der Erregung dieser Röhren verschieden ist, besteht auch eine Phasendifferenz bezüglich der Energie, die dem Schwungradkreis durch die Röhren geliefert wird. Die Phase der Energie im Schwungradkreis ändert sich daher nach der Phase der Energie derjenigen Röhre hin, die dem Schwungradkreis die größte Energie liefert, und zwar ist diese Änderung proportional dem Überschuß der einen Modulatorröhrenenergie über die andere.

Der Schwungradkreis 22 ist durch eine Spule 40 mit dem Verstärker oder Frequenzvervielfacher 42 gekoppelt, der an die Antenne 44 angeschlossen ist. Eine etwa auftretende zusätzliche Amplitudenmodulation kann durch ein Begrenzungsgerät 41 unterdrückt werden.

Bei der Schaltung gemäß Fig. 2 sind die

Röhren F und G als Schirmgitterröhren ausgebildet. Den Steuergittern 2 und 4 wird nur eine Gleichspannung zugeführt, und zwar über eine Leitung 49, die an das Potentiometer P¹ angeschlossen ist. Die Modulationsfrequenzen werden von der Sekundärwick- lung 29 des Transformators T¹ den Schirmgittern 45 und 46 durch die Leitungen 50 und S ι zugeführt. In Fig. 1 war die Quelle 34 direkt mit dem Modulationskreis verbunden. In Fig. 2 ist jedoch ein N. F.-Verstärker 53 zwischengeschaltet. Die Vorspannung für die Schirmgitter von F und G wird durch eine Leitung 26 zugeführt, die den elektrischen Mittelpunkt der Sekundärwicklung 29 mit einem Potentiometer P^a verbindet. Die Schirmgitter 45 und 46 sind über Kondensatoren 47 und 48 geerdet. Die Anoden 20 und 21 erhalten ihre Spannung über die Leitung 52.

Bezüglich der Wirkungsweise ist zu bemerken, daß den Steuergittern 2 und 4 eine negative Vorspannung zugeführt wird. Die den Schirmgittern 45 und 46 zugeführten niederfrequenten Schwingungen verändern die innere Impedanz und die anderen Merkmale der Röhren einschließlich des Verstärkungsfaktors im Takte der Niederfrequenz, wodurch sich die dem Schwungradkreis zugeführte Energie ändert, die, wie oben erwähnt, eine Resultierende der von den Röhren F und G gelieferten Energien ist.

Bei der Schaltung gemäß Fig. 3 werden die Steuerelektroden von F und G nur von dem Oscillator O erregt und erhalten eine konstante Vorspannung von. dem Potentiometer J³¹ über die Leitung 49. Die Schirmgitter 45 und 46 werden durch die Signalfrequenz von der Quelle 34 über den Transformator T² und die Amplitudenmodulatorröhren H und I erregt, deren Gitter 52 und 53 mit der Sekundärwicklung 29 verbunden sind, deren elekirischer Mittelpunkt durch die Leitung 26 mit dem Potentiometer P¹ verbunden ist. Die Anoden 56 und 57 von H und / sind parallel mit den Schirmgittern 45 und 46 von F und G geschaltet. Die Spannungen für die Schirmgitter 45 und 46 von, F und G und die Anoden 56 und 57 von-H und / werden durch das Potentiometer P² geliefert. Jede Änderung der Stärke des in den Anodenkreisen von H und I fließenden Stromes beeinflußt die den Gittern 45 und 46 zugeführte Spannung.

Was die Arbeitsweise anbetrifft, so soll angenommen werden, daß hochfrequente Schwingungen phasenverschoben den Steuerelektroden von F und G zugeführt werden und mit no derselben Phasenverschiebung im Schwungradkreis erscheinen. Wenn die Spannungen der Steuergitter 52 und 53 im Takt der Signalfrequenz geändert werden, nehmen die Anoden 56 und 57 verschieden große Ströme auf, je nach den Spannungen, die den Steuerelektroden zugeführt werden. Diese veränderlichen Anodenströme verursachen Spannungsabfälle an den Widerständen R³ und i?⁴, die den Amplituden und Frequenzen der Modulationsschwingungen entsprechen.. Diese veränderlichen Spannungsabfälle werden den

Schirmgittern 4:5 und 46 von F und G zugeführt.

Die Phasenmodulation erfolgt also- in der Weise, daß zwei anodenseitig auf den gleichen Kreis arbeitende Röhren mit der gleichen Steuerfrequenz, aber mit veränderlicher Phasenverschiebung untereinander gesteuert werden. Die beiden Spannungsvektoren addieren sich im Anodenkreis geometrisch zu einer Resultierenden·. Der absolute Betrag dieser Resultierenden bleibt annähernd konstant, während hingegen ihr Winkel sich einer mittleren Phasenlage gegenüber ändert. Wenn man nun im Rhythmus der Modulationsfrequenz die Gittervorspannung der beiden Röhren gegenphasig ändert, so werden die in den Anodenkreis gelieferten Spannungen verschieden groß, und der resultierende Spannungsvektor dreht sich in Richtung zur größeren Spannung.

Die Posaunenschieber T bildet man zweckmäßigerweise als U-förmig gebogene Röhren 16 aus, die ihrerseits auf Röhren Oder Stäbe mit Hilfe einer Verstelleinrichtung 14 mehr oder minder aufgeschoben' werden können.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Phasenmodulierte Senderschaltung gemäß Patent 609 327, insbesondere für kurze Wellen, dadurch gekennzeichnet, daß die hochfrequente Trägerschwingung den beiden Gegentaktröhren über Leitungen verschiedener elektrischer Länge zugeführt wird.

2. Senderschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Länge einer oder beider Leitungen stetig und um geringe Beträge veränderbar ist.

3. Senderschaltung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in eine oder beide Leitungen U-f örmige, posaunenartig ausziehbare Organe eingeschaltet sind.

Hierzu "1 Blatt Zeichnungen