DE657784C - Roehrenschaltung fuer gleichzeitiges Erzeugen und Modulieren von Schwingungen - Google Patents

Description

Auf vielen Gebieten der Nachrichtentechnik, z. B. bei Telegraphieschaltungen, bei der Bildübertragung, beim Fernsehen, allgemein z. B. bei mit Photozellen arbeitenden Ver-Stärkerschaltungen, tritt die Notwendigkeit oder das Bedürfnis auf, die Steuerströme einer z. B. hochfrequenten Trägerfrequenz aufzudrücken. Dies erfolgt hauptsächlich in den Fällen, in denen der Steuerstrom, z. B.

der in einer Photozelle erzeugte Strom, kein reiner Wechselstrom ist, sondern aus Wechselströmen und Gleichstrom, gegebenenfalls auch nur aus Gleichströmen verschiedener Amplitude zusammengesetzt ist. Man hat dann bei Anwendung einer Trägerfrequenz den Vorteil, daß man das in Betracht kommende Übertragungssystem, ζ. Β. Verstärker, Leitungen, Empfangsschaltungen usw., auf den betreffenden Trägerstrom abstimmen' bzw. zur Übertragung dieses Trägerstromes geeignet gestalten kann, während es beim Übertragen eines aus Wechselströmen und Gleichströmen unbestimmter Frequenz zusammengesetzten Stromes schwierig ist, die Übertragungsmittel diesem Steuerstrom anzupassen.

Zur Bildung der erforderlichen Trägerfrequenz sind bisher schon zahlreiche Mittel vorgeschlagen worden. Teils verwendet man besondere Generatorschaltungen, teils erzeugt man die Trägerfrequenz auf mechanischem Wege, ζ. Β. durch Lochscheiben. Letzteres ist vor allem bei der Bildtelegraphie vielfach üblich. '

Es waren auch schon Gegentaktröhren-Schaltungen für gleichzeitiges Erzeugen und Modulieren von Schwingungen bekannt, deren Trägerschwingung in den Modulationspausen unterdrückt wird.

Die Erfindung hat eine Röhrenschaltung zum gleichzeitigen Erzeugen und Modulieren von Schwingungen zum Gegenstand, die gegenüber allen bekannten, mit Trägerfrequenz arbeitenden Verstärker- und Modulationsschaltungen den Vorteil größter Einfachheit und Betriebssicherheit hat. Erfindungsgemäß ist die mit Mitteln zum Unterdrücken der Trägerschwingungen versehene Schaltung in der Weise ausgebildet, daß eine Röhre mit mehreren hintereinanderliegenden und zweckmäßig gegeneinander abgeschirmten Steuersystemen, z. B. eine Hexode oder Oktode, vorgesehen ist, deren eines Steuersystem mittels einer Rückkopplungsschaltung eine Trägerschwingung erzeugt, von der ein Teil abgezweigt und dem Gitter des anderen Steuersystems mit entgegengesetzter Phase und mit derartiger Amplitude zugeführt wird, daß sich im Hauptanodenkreis beim Fehlen einer Modulationsspannung beide Trägerschwingungen aufheben, und daß das eine der beiden Steuergitter, zweckmäßig das zweite Steuergitter der Röhre, mit der · Quelle der Modulationsspannung verbunden ist.

Derartige Röhren mit hintereinanderliegenden Steuersystemen waren für Schwingungserzeugerschaltungen an sich bekannt,

allerdings nicht in Verbindung mit dem Gegenphasenprinzip, sondern nur für einfache Überlagerungsempfangsschaltungen

Im einzelnen ist die neue Schaltung 39 beschaffen, daß in dem einen Elektrode;*, system mittels einer an sich bekannter! Schwingungsschaltung eine Trägerfrequenz erzeugt wird. Aus diesem Trägerfrequenzkreis führt ein einstellbarer Abzweig nach einem zweiten Gitter, z. B, Steuergitter der Mischröhre. Dieser Abgriff ist so dimensioniert und einstellbar, daß an dem zweiten Gitter Spannungen entstehen, die in ihrer Phase den am ersten Steuergitter auftretenden Trägerfrequenzspannungen entgegengerichtet und in ihrer Amplitude so bemessen sind, daß sich die Spannungsschwankungen an beiden Gittern in bezug auf ihre Wirkung auf den Hauptanodenstrom der Mischröhre, z. B. der Oktode, kompensieren. Das die Steuerströme bzw. Steuerspannungen liefernde Schaltelement, z. B. eine Photozelle, ein Mikrophon, ein Transformator oder auch ein Empfangsdetektor, ist dann derart mit dem einen der beiden Gitter, zweckmäßig mit dem zweiten Steuergitter, verbunden, daß beim Einwirken von Steuerströmen bzw. -spannungen die vorher vorhandene Kompensation mehr oder weniger aufgehoben wird, so daß nunmehr die Trägerfrequenz den Hauptanodenstrom variieren kann, wobei sie gleichzeitig durch die Steuerspannungen bzw. Steuerströme moduliert wird.

Von den sämtlichen Schaltungen, die zur Bildung der erfinderischen Wirkung möglich sind, sind drei Ausführungsbeispiele in der Zeichnung dargestellt:

Abb. ι zeigt eine Schaltung, die sich insbesondere zur Verstärkung und Modulation von Bildtelegraphieströmen eignet: An einer Mischröhre r, die zweckmäßig eine Oktode ist, wirkt an einem ersten Verstärkersystem, d. h. an den Elektroden ^₁ und U₁, eine Trägerfrequenzschwingung, die in dem Schwingungskreis k erzeugt wird, der aus einem Kondensator c und einer Spule s besteht. Die Schwingungserzeugung erfolgt in diesem Fall mit Hilfe der Dreipunktschaltung an der Spule s. Diese ist in an sich bekannter Weise über einen Kondensator c' mit der ersten Anode U₁ der Oktode verbunden, während ein zweckmäßig fester Abgriff nach dem negativen Gitterspannungspol — G führt. Die Anode O₁ erhält ihre Spannung über eine Drosseispule h aus dem Spannungspol + A₁. Dem Schwingungskreis k parallel liegend, gegebenenfalls aber auch in Reihe mit diesem geschaltet, ist nun ein Widerstand «> vorgesehen, von dem aus ein einstellbarer Abgriff a über einen zweiten Widerstand w' an das zweite Steuergitter g₂ der Oktode führt. Der Widerstand ie>, der Widerstand «/-und der Abgreifpunkt α sind nun so· bemessen bzw. eingestellt, daß die am zweiten Steuergitter g._z ,wukende Trägerfrequenz die vom ersten Ver-Mai kersystem auf die Hauptanode a« wirkende Träger spannung kompensiert, so daß im Ruhezustand in dem Anodenkreis von a_ä keine Wechselspannung vorhanden ist. Gegebenenfalls kann zur richtigen Einstellung dieses Kompensationszustandes nach Phase und Amplitude ein variabler Korrekturkondensator c" vorgesehen sein, der zwischen dem Abgreifpunkt α und dem einen Ende des Widerstandes w wirksam ist.

Das zweite Steuergitter g₂ ist nun ferner mit einer Photozelle s verbunden, und zwar mit der Kathode dieser Zelle. Die Anode der Zelle führt an einen Batteriepol + Z, der mit den übrigen Spannungsquellen in direkter galvanischer Verbindung steht. In dem Augenblick, in welchem die Zelle ζ vom BiIdstrom getroffen wird und ihren Widerstand ändert, wird auch der Kompensationszustand an der Oktode r geändert, so daß nunmehr im Anodenkreis % Wechselströme auftreten, die der Trägerfrequenzschwingung, moduliert durch die an der Zelle ζ erzeugten Steuerspannungen, entsprechen.

Gemäß Abb. 2 ist die in Abb. 1 gezeigte Schaltung in eine gewöhnliche Modulationsschaltung verwandelt. Die Schaltung des-Schwingungskreises k und des an ihn angeschlossenen Widerstandes w ist die gleiche geblieben wie in Abb: 1. Statt des Widerstandes ze·¹' ist indessen jetzt die Sekundärspule eines Transformators t vorgesehen, der primärseitig mit einem Mikrophon bzw. einem Mikrophonverstärker oder einer sonstigen die Steuerströme erzeugenden Schaltung ver- 1°° bunden ist.

Die Spannung für die erste Anode wird gemäß Abb. ι und 2 einem Batteriepol + A₁ entnommen, und zwar über eine Drossel h. Der gleiche Batteriepol liefert über die Leitung Sch auch die Spannung für die beiden Schirmgitter der Oktode. Der Abgriff a, der zweckmäßig von Hand nachregelbar ist, kann statt an den Parallelwiderstand w auch direkt an die Spule s führen. Der Widerstand w "0 kann dann wegfallen. Schließlich kann der mit dem zweiten Steuergitter verbundene Steuerkreis auch mittels einer zweckmäßig veränderbaren induktiven oder kapazitiven Kopplung mit dem Trägerfrequenzkreis k in ^1X5 Verbindung stehen.

Abb. 3 zeigt schließlich eine Schaltung, die beispielsweise für Telegraphieempfang verwendbar ist. Das die Steuerspannung an die Röhre r liefernde Schaltelement besteht hier aus einer Detektorröhre d, die gegebenenfalls auch durch eine Diode oder einen Kontakt-

gleichrichter ersetzt sein kann. Auch die Erzeugung der Trägerfrequenz ist gemäß Abb. 3 etwas anders als gemäß Abb. 1 und 2. Verwendet wird gemäß Abb. 3 eine induktive Rückkopplungsschaltung, bei der in der Zuleitung zur Anode Ci₁ eine Spule J₁ und in der Zuleitung zum Gitter g_t eine Spule s₂ liegt. Die Gittervorspannung für ^₁ wird dabei nicht einem besonderen Spannungspol entnommen, sondern einem in der Kathodenleitung befindlichen Gitterwiderstand ze/". An diesem Widerstand w", der mithin im Trägerfrequenzschwingungskreis k liegt, ist gleichzeitig die von der Detektorröhre s gelieferte Steuerspannung wirksam. Die Verbindung des Trägerfrequenzschwingungskreises mit dem zweiten Steuergitter g₂ erfolgt durch eine zusätzliche Spule /, die sich an das kathodenseitige Ende der Schwingungskreisspule S₂ anschließt und somit eine induktiv galvanische Kopplung mit dieser Spule s_s bildet. Auch bei dieser Schaltung sind die Schaltelemente des Trägerfrequenzkreises zunächst so dimensioniert, daß sich die Wirkungen der in den beiden Gitterkreisen auftretenden Trägerfrequenzschwingungen auf den Anodenkreis a₂ kompensieren. Erst wenn dieses Kompensationsgleichgewicht durch Verändern der am Widerstand w" liegenden Spannung — durch Einwirken der S teuer spannung—aufgehoben wird, entsteht im Anodenkreis a₂ die modulierte Trägerfrequenzschwingung.

Der Anodengleichstrom der Mischröhre kann bei den Schaltungen gemäß der Erfindung im ungesteuerten Zustand entweder den Wert Null oder einen bestimmten endlichen Wert besitzen. Die Wahl dieses Anodenruhestromes hängt von den jeweiligen Verhältnissen und der Aufgabenstellung ab.

Der Erfindungsgegenstand ist außer als Verstärker für Photozellen in der Bildtelegraphie auch z. B. für die optische Steuerung von Maschinen und Zählwerken verwendbar. Auch für Meßinstrumente jeder Art sowie für.

Schutzvorrichtungen, z. B. Feuer- und sonstige Alarmanlagen, kann die Erfindung mit Erfolg benutzt werden. Sie kann ferner als Empfangsverstärker für Telegraphieempfang, z.B. Bildtelegraphieempfang, dienen, vor allem bei Weitergabe der drahtlos empfangenen Nachrichten über Leitungen. Schließlich läßt sich die Erfindung für drahtlose Sender als Modulationsempfang, ferner für die Zwecke der Unterlagerungstelegraphie sowie der Trägerfrequenz- und Geheimtelephonie anwenden. Der Erfindungsgegenstand ist vielen bekannten Modulationsschaltungen dadurch überlegen, daß seine Modulation vollständig klirrfrei, d. h. linear erfolgt, während bei vielen Modulationserscheinungen die Modulation an gekrümmten Kennlinien erfolgt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Röhrenschaltung für gleichzeitiges Erzeugen und Modulieren von Schwingungen, enthaltend Mittel zum Unterdrücken der Trägerschwingung in den Modulationspausen, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Röhre mit mehreren hintereinanderliegenden und zweckmäßig gegeneinander abgeschirmten Steuersystemen,

z. B. eine Hexode oder Oktode, enthält, deren eines Steuersystem mittels einer Rückkopplungsschaltung eine Trägerschwingung erzeugt, von der ein Teil abgezweigt und dem Gitter des anderen Steuersystems mit entgegengesetzter Phase und mit derartiger Amplitude zugeführt wird, daß sich im Hauptanodenkreise beide Schwingungen aufheben und daß das eine der beiden Steuergitter mit der Quelle der Modulationsspannung verbunden ist.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Schwingungserzeugungskreis an das zweite Steuergitter führende Abgriff einstellbar ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Steuerspannungen liefernde Eleme_nt, z. B. eine Photozelle, ein Mikrophontransformator, in einem Kreise liegt, der mit dem Trägerfrequenzschwingungskreis und dem zweiten Steuergitter verbunden ist.

4. Schaltung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen erstem Steuergitter und erster Anode der Oktode eine induktive Rückkopplung zur Erzielung der Trägerfrequenz besteht und daß die eine der Kopplungsspulen, zweckmäßig die mit dem ersten Steuergitter verbundene, über eine Verlängerungsspule mit dem zweiten Steuergitter verbunden ist.

5. Schaltung nach Anspruch 1 oder fol- i°5 genden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand in der Zuleitung zur Kathode einen Teil des Trägerfrequenzschwingungskreises bildet und daß an ihn die Steuerspannung, die z. B. einem Emp- n° fangsgleichrichter, einer Photozelle o. dgl. entnommen ist, führt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen