DE654204C

DE654204C - Circuit for frequency multiplication

Info

Publication number: DE654204C
Application number: DEM132404D
Authority: DE
Original assignee: Marconis Wireless Telegraph Co Ltd
Current assignee: Marconis Wireless Telegraph Co Ltd
Priority date: 1934-10-19
Filing date: 1935-10-20
Publication date: 1937-12-14
Also published as: US2038570A; GB447474A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Frequenzvervielfachung, bei welcher eine Trägerfrequenz mit der zu vervielfachenden Frequenz moduliert wird, so daß man nach Gleichrichtung entweder die vervielfachte Grundfrequenz selbst oder ohne Gleichrichtung eine mit der vervielfachten Frequenz modulierte Trägerfrequenz erhält. Zur Frequenzvervielfachung sind die verschiedensten Schaltungen bekannt, die zumeist darauf beruhen, eine Schwingung zu verzerren und durch geeignete Resonanzglieder eine oder mehrere Harmonische herauszusieben. Diese und auch andere auf dem Prinzip einer mehrfachen Phasenmodulation beruhenden Vervielfachungsschaltungen haben den Nachteil, daß im Ausgang neben der vervielfachten Frequenz zumeist auch noch andere Harmonische oder die Grundfrequenz auftreten, die sich vor allem bei niederen Frequenzen nur schwer voneinander trennen lassen. Demgegenüber ermöglicht es die erfindungsgemäße Schaltung, daß im Ausgang nur die verdoppelte Frequenz rein ohne die Grundfrequenz auftritt, so daß sich diese Schaltung insbesondere für Niederfrequenzvervielfachung eignet. Erfindungsgemäß wird eine Trägerfrequenz mit der zu vervielfachenden Grundfrequenz moduliert und die modulierte Trägerfrequenz nochmals mit derselben Grundfrequenz aber gegenphasig moduliert, wodurch eine mit der doppelten Grundfrequenz modulierte Trägerwelle resultiert. Die so entstehende Schwingung im Ausgang des Modulators bildet den Nutzausgang des Systems und kann direkt benutzt oder gleichgerichtet werden oder als Eingang zu einer anderen Anordnung, ähnlich der eben beschriebenen, benutzt werden. Fig. ι ist ein schematisches Schaltbild,
Fig. 2 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung.The invention relates to a circuit for frequency multiplication in which a carrier frequency is modulated with the frequency to be multiplied so that after rectification either the multiplied basic frequency itself or, without rectification, a carrier frequency modulated with the multiplied frequency is obtained. A wide variety of circuits are known for frequency multiplication, which are mostly based on distorting an oscillation and filtering out one or more harmonics by means of suitable resonance elements. This and other multiplication circuits based on the principle of multiple phase modulation have the disadvantage that in addition to the multiplied frequency, other harmonics or the fundamental frequency usually also occur in the output, which are difficult to separate from each other, especially at lower frequencies. In contrast, the circuit according to the invention enables only the doubled frequency to occur in the output without the fundamental frequency, so that this circuit is particularly suitable for low frequency multiplication. According to the invention, a carrier frequency is modulated with the fundamental frequency to be multiplied and the modulated carrier frequency is modulated again with the same fundamental frequency but in antiphase, which results in a carrier wave modulated with twice the fundamental frequency. The resulting oscillation in the output of the modulator forms the useful output of the system and can be used directly or rectified or used as an input to another arrangement similar to the one just described. Fig. Ι is a schematic circuit diagram,
Fig. 2 is a circuit diagram of an embodiment of the invention.

In Fig. ι wird eine Trägerwelle von der Frequenz /₀, moduliert durch eine Frequenz f, über einen Kreis A den Eingangsenden zweier parallelliegender Kanäle zugeführt, von denen der eine bloß einen Verstärker B und der andere einen Verstärker C und einen Detgktor D enthält. Bezugnehmend auf Fig. 2 kann der modulierte Träger einem abgestimmten Trägerfrequenzkreis A₁ zugeführt werden, der magnetisch mit den beiden anderen Trägerfrequenzkreisen B₁, C₁ gekoppelt ist, von denen B₁ den Eingangskreis für den einen Kanal und C₁ den Eingangskreis für den anderen Kanal bildet. Der Verstärker B von 'Fig. ι ist in Fig. 2 als Röhre B₂ dargestellt; die Röhre C₂ und der Kristallgleichrichter D₁ von Fig. 2 entsprechen dem Verstärker und Gleichrichter C₁ D der Fig. 1. Der Detektor im Detektorkanal ist zweckmäßig ein solcher mit möglichst gradliniger Kennlinie; er ist in Fig. 2 als Kristallgleichrichter gedacht, kannIn Fig. Ι a carrier wave of the frequency / ₀ , modulated by a frequency f, is supplied via a circuit A to the input ends of two parallel channels, one of which contains only an amplifier B and the other an amplifier C and a detector D. Referring to Fig. 2, the modulated carrier can be fed to a tuned carrier frequency circuit A ₁ which is magnetically coupled to the other two carrier frequency circuits B ₁ , C ₁ , of which B _{1 is} the input circuit for one channel and C _{1 is} the input circuit for the other Channel forms. The amplifier B of 'Fig. ι is shown in Fig. 2 as tube B ₂ ; the tube C ₂ and the crystal rectifier D ₁ of FIG. 2 correspond to the amplifier and rectifier C ₁ D of FIG. 1. The detector in the detector channel is expediently one with a characteristic that is as straight as possible; it is intended in Fig. 2 as a crystal rectifier, can

natürlich aber auch anders ausgebildet sein, Die Ausgänge von den beiden Kanälen führen zu einem Modulator E (Fig. i), der zweckmäßig eine möglichst gradlinige Kennlinif. besitzt. Dieser Modulator ist in Fig. 2 ein¹ Serienaggregat und enthält eine Röhre E₁, die ihren Gittereingang von dem Verstärker B₂ erhält und deren Anoden-Kathodenraum in Reihe mit dem Anoden-Kathodenraum der ίο Röhre E₂ liegt, die ihren Gittereingang (über ein Potentiometer P) von dem Gleichrichter D_t erhält. Durch geeignete Einstellung der Amplituden der beiden Eingänge zu der Modulatoranordnung kann Energie von Modulationsfrequenz / aus der Ausgangsenergie dieses Modulators ausgeschieden werden, welche Ausgangsenergie durch eine Frequenz 2_f moduliert wird. Erforderlichenfalls kann (wie durch die punktierten Linien in Fig. r und 2- angedeutet) dieser durch die Frequenz 2_f modulierte Ausgang gleichgerichtet werden, so daß man die Frequenz 2_f allein erhält (der Gleichrichter F der Fig. 1 und 2 dient für diese Gleichrichtung), oder er kann direkt benutzt werden (wie in vollen "Linien in den beiden Figuren angedeutet), oder er kann als Eingang zu einem, weiteren ähnlichen Frequenzvervielfachungssystem benutzt werden (nicht dargestellt), dessen Ausgang aus Trägerenergie besteht, die durch die Frequenz 4_f moduliert ist. Die Phase der Energie, die von dem Verstärker-Detektor-Kanal dem Modulator zugeführt wird, ist so gewählt (z. B. wie in Fig. 2 dargestellt ist), daß sie Modulation an einem Träger um i8o^G in der Phase verschoben gegenüber der Modulation erzeugt, die bereits an dem Eingangsträger besteht, der diesem Verstärker-Detektor-Kanal zugeführt wird.Of course, however, it can also be designed differently. The outputs from the two channels lead to a modulator E (FIG. i), which expediently has a characteristic that is as straight as possible. owns. This modulator is a ¹ series unit in Fig. 2 and contains a tube E ₁ , which receives its grid input from the amplifier B ₂ and whose anode-cathode compartment is in series with the anode-cathode compartment of the ίο tube E ₂ , which has its grid input (above a potentiometer P) receives from the rectifier D _t. By suitably setting the amplitudes of the two inputs to the modulator arrangement, energy from the modulation frequency / can be separated from the output energy of this modulator, which output energy is modulated by a frequency 2 _f . If necessary (as indicated by the dotted lines in FIGS. R and 2- ) this output modulated by the frequency 2 _f can be rectified so that the frequency 2 _f alone is obtained (the rectifier F of FIGS. 1 and 2 is used for this Rectification), or it can be used directly (as indicated in full "lines in the two figures), or it can be used as an input to another similar frequency multiplication system (not shown), the output of which consists of carrier energy generated by the frequency 4 _f The phase of the energy supplied by the amplifier-detector channel to the modulator is chosen (e.g., as shown in FIG. 2) to be modulated on a carrier by i8o ^G in the phase shifted compared to the modulation that already exists on the input carrier that is fed to this amplifier-detector channel.

Angenommen, der ursprünglich modulierte Eingangsträger werde für hundertprozentige Modulation ausgedrückt durch: E cos A (1 + cos B), wo A = 2 π f₀1 und B =%2 π f t ist, so ergibt eine Wiedermodulierung dieses Einganges bei i8o° Phasenverschiebung gegenüber f eine Erhöhung auf [E cos A (i+cos B)] (1—cos B) = E cos A (1 —Assuming that the originally modulated input carrier is expressed for one hundred percent modulation by: E cos A (1 + cos B), where A = 2 π f ₀ 1 and B =% 2 π ft , re-modulation of this input results in a phase shift of 180 ° compared to f an increase to [E cos A (i + cos B)] (1— cos B) = E cos A (1 -

cos ²B) — — cos A (1—cos 2.B). cos ² B) - - cos A (1-cos 2.B).

Man erkennt so, daß die Frequenz der ursprünglichen Modulation / verdoppelt ist. Erforderlichenfalls kann der anfängliche Eingangsträger durch Überlagerung verändert werden; des weiteren können erforderlichenfalls die Verstärker in den Kanälen mit an sich bekannten Lautstärkeregelvorrichtungen versehen werden.You can see that the frequency of the original modulation / is doubled. If necessary the initial input carrier can be changed by overlaying will; furthermore, the amplifiers in the channels can be switched on if necessary known volume control devices are provided.

., Die Erfindung hat ein sehr großes Anwendungsgebiet, und es gibt viele Fälle, wo sie $ Vorteil verwendet werden kann. Bei yidfunkanlagen z.B., wo eine Mehrzahl von Sendestationen mit einer gemeinsamen Frequenz arbeiten sollen, kann eine durch eine Stimmgabel oder auf ähnliche Weise gesteuerte Steueffrequenz an einer Zentralstation erzeugt und zur Modulierung einer Trägerfrequenz benutzt werden; die sich daraus ergebende modulierte Trägerfrequenz kann zu den verschiedenen Stationen gesendet und dort mit Frequenzwandlern gemäß der Erfindung behandelt werden; die ursprüngliche Steuermodulationsfrequenz kann soviel mal als man wünscht mit oder ohne Änderung der Trägerfrequenz verdoppelt werden.., The invention has a very wide field of application, and there are many cases where it can be used $ benefit. at yidfunkanlagen e.g. where a plurality of transmitting stations with a common Frequency you want to work can one through a tuning fork or in a similar manner controlled control frequency generated at a central station and for modulating a Carrier frequency are used; the resulting modulated carrier frequency can be sent to the various stations and there with frequency converters according to the Invention to be treated; the original control modulation frequency can be so much times as one wishes with or without changing the carrier frequency.

In manchen Fällen kann es aus praktischen Gründen vorteilhaft sein, Frequenzverdopplung einer Modulationsfrequenz in Kreisen zu bewirken, die auf eine Trägerfrequenz abgestimmt sind, die \^ron derjenigen entfernt liegt, auf der die Modulationsfrequenz ursprünglich getragen wurde.In some cases it may be advantageous to cause frequency doubling a modulation frequency in circles for practical reasons, which are tuned to a carrier frequency \ ^r on that is located on which the modulation frequency was originally supported.

Claims

Patent claims:

1. Circuit for frequency multiplication, characterized in that a carrier frequency modulates with the frequency to be multiplied and the modulated oscillation again with the same Modulation frequency is modulated in phase opposition and that the resulting Vibration is rectified if necessary after repeating the same procedure several times.

2. Circuit according to claim 1, characterized in that the one with the fundamental frequency modulated carrier is sent through two branches! one of which Branch vain rectifier contains and that · the outputs of the two branches such are modulated with each other. That the phase of the fed from the rectifier branch Oscillation is offset by i8o ° compared to the original modulation oscillation.

3. Circuit according to claim 1 and 2, characterized in that the input of the two branches contain means for setting the relative input amplitudes are.

1 sheet of drawings