DE664162C - Verfahren zur Erhoehung der Wirtschaftlichkeit von mehrstufigen Sendern - Google Patents

Description

Die Hauptschwierigkeiten bei mehrstufigen S ender sy stemen, bei denen die Stufen schwacher Leistung moduliert werden, treten bei den darauffolgenden Verstärkerstufen (insbesondere in der letzten Stufe) auf, besonders wenn große, vollkommen modulierte Leistungen erforderlich sind. Es müssen nämlich die Verstärker nach den Modulationsspitzen dimensioniert werden, so daß der Wirkungsgrad für mittlere Modulationsgrade schlecht wird, andererseits treten durch die entsprechend dem Modulationsgrad schwankende Belastung an der Anodenstromquelle Spannungsschwankungen auf, die eine Rückwirkung zwischen den einzelnen Verstärkerstufen schwer vermeidbar machen.

Es ist bekannt, zur Verbesserung des Wirkungsgrades zwei von der gleichen Modulationsquelle in der Phase modulierte Schwingungen derart mit einer Antenne zu koppeln, daß in der Antenne eine amplitudenmodulierte Schwingung resultiert. Die beiden phasenmodulierten Schwingungen werden dabei so hergestellt, daß zwei gleichphasige Schwingungen aus einem Hochfrequenzerzeuger entnommen werden und von einer auf beiden in der Phase senkrecht stehenden amplitudenmodulierten Schwingung überlagert werden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Mittel für eine wirkungsvolle Modulation großer Leistung bei hohem Wirkungsgrad, besonders in der letzten Stufe, wobei die Gleichspannung der hochgespannten Gleichstromenergiequelle nicht beeinflußt wird. Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit von mehrstufigen Sendern unter Verwendung von zwei durch Zusatz von phasenverschobenen Trägerwellen zu amplitudenmodulierten Trägerwellen gebildeten phasenmodulierten Schwingungen, die in parallel arbeitenden Kaskaden erzeugt und im Ausgang zusammengefaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerwellen mit einer solchen Phase zu den amplitudenmodulierten Trägerwellen zugesetzt werden, daß sich die resultierenden Trägerwellen im Ausgang aufheben und daß gegebenenfalls die Trägerwelle dem Ausgang mit einer solchen Phase wieder zugesetzt wird, daß eine amplitudenmodulierte Schwingung ausgesandt wird.

Bei dieser Anordnung ist eine vollkommene hundertprozentige Modulierung bei Kompensierung von höheren Harmonischen (insbesondere der zweiten) möglich. Das Verfahren gemäß der Erfindung hat gegenüber dem bekannten den Vorteil, daß sich die Trägerwellen völlig auslöschen, so daß der eine Ausgangskreis nicht verstimmend auf den anderen Ausgangskreis einzuwirken vermag, wobei eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades infolge völliger Vermeidung von Blindstrom in den Schwingungskreisen bewirkt wird.

Das Wesen der Erfindung wird nachstehend wie folgt erklärt:

Wenn bei einer gewöhnlichen modulierten

Welle von der Form

A sin ωt + B sin /;t sin cot -"'.';

ihr modulierter Trägerteil um 90⁰ verschoben' wird, so daß die Schwingung die Form erhält:

A sin

90) -f B sin pt sin tot,

so kann leicht gezeigt werden, daß eine solche Welle anscheinend eine konstante Amplitude hat und den Eindruck einer nicht modulierten Welle macht. Die Einhüllende der Amplitude eines aus derartigen Schwingungen beistehenden Wellenzuges ist fast geradlinig, so iclftß mit einem gewöhnlichen Detektor nur ":ί1}ίηε zweite Harmonische der Modulierungs- -vfrequenz hörbar ist. Hat man zwei solche Wellen von derselben Amplitude, wobei aber die Trägerkomponente der einen Welle ttm + 90⁰ und die Trägerkomponente der anderen um — 90⁰ phasenverschoben sind, so verschwindet bei der Addierung der beiden Schwingungen die Trägerkomponente, da

A sin (cot + 90) -f- B sinfit sincot -f- A sin (cot — 90) -f B sinfit sin cut = 2 £>sin^>i sincot.

Diese beiden Wellen mit phasenverschobenen Trägern können (ohne jede Gefahr der Verzerrung) getrennt mit sehr großem Wirkungsgrad (wegen der Konstanz der Ampli-

• tude) verstärkt und der Antenne zugeführt werden, worin bei ihrer Kombinierung die Trägerkomponente herausfällt. Diese Träger- -komponente kann nun über einen besonderen Kanal mit richtiger Phase und Amplitude der Antenne zugeführt werden.

Aus dem Obigen ist klar, daß die Bndleistung sehr wirkungsvoll moduliert werden kann, trotzdem die beiden Schwingungen vor ihrer Kombinierung in der Antenne verhältnismäßig schwach moduliert sind.

Die Abb. 1 stellt eine Ausführungsform des Erfindungsgedankens dar. Dr ist ein beliebiger Hochfrequenzoszillator, welcher einen unmodulierten Verstärker UA erregt. Der letztere erregt einen über eine Leitung I und einen Transformator T modulierten Verstärker MoA. Die modulierten Ausgangsströme werden zwei Verstärkern MA₁ und MA₂ zugeführt. Diese Verstärker werden gleichzeitig noch von. phasenverschobenein, durch Verstärker UA₂ bzw. UA_% gelieferten Trägerwellen erregt. Die Ausgangsleistungen werden in der Antenne A oder in der Speiseleitung kombiniert. Die Wiederherstellung der Trägerwelle erfolgt mit Hilfe der Verstärker UAi und MA₃. Somit haben alle Verstärker und Einheiten mit Ausnahme der modulierten Verstärker entweder vollkommen unmodulierte Wellen oder Wellen mit im wesentlichen konstanter Amplitude, während in der Antenne selbst die Leistung mit gewünscht großem Modulationsgrad moduliert werden kann. Die Gleichstromabgabe der Energiequelle ist daher praktisch konstant.

Die Abb. 2 zeigt eine ähnliche Anordnung;

nur speisen hier die Ausgangsklemmen des Oszillatorverstärkers UA die darauffolgenden Stufen nicht parallel, sondern in Reihe.

a, b ist eine zu einer Antenne oder einem anderen Verbraucher führende Zuführungsleitung, die von den letzten Stufen ihre Energie über abgestimmte Zwischenkreise 1, II, III erhält. P₁ und P₃ sind geeignete Phasenschieber irgendeiner bekannten Konstruktion.

Es kann nachgewiesen werden, daß in der Antenne die zweite Harmonische nicht vorhanden ist (Abb. 3). Die drei Trägerwellen I, II, III haben die Phasen, die durch entsprechende Vektoren I, 11, IU. in der Abb. 3 dargestellt sind. Die zweiten Harmonischen 1' und II" sind zweimal so stark phasenverschoben als ihre Grundwellen. Sie sind daher in Opposition mit der weiteren zweiten Harmonischen III' und werden durch diese kompensiert.

Die Anordnung nach der Abb. 1 oder 2 kann vereinfacht werden, wenn nur ein Kanal für die phasenverschobenen modulierten Ströme benutzt wird (wenn z.B. in Abb. 1 nur MA₁ benutzt wird und MA₂ und UA₃ fortgelassen sind). In diesem Fall muß in MA₃ die Trägerwelle phasenverschoben sein. Dann können die Ströme in den beiden verbleibenden Kanälen z. B. den folgenden Verlauf haben:

in MA₁ ... A sin (cot + 90) + B sin pt sin ωt

in MA₃... 2 A sin (ωf — 45)

in der Antenne ... A sin ω t + B sin p t sin ω ί.

* . no

Natürlich sind verschiedene Abänderungen der beschriebenen Anordnungen mit zwei, drei ... «-Kanälen möglich, vorausgesetzt, daß in jedem Kanal Ströme von der Form

A sin (co t + φ) + B sin pt sin ω ί · "⁵

fließen und daß bei der Kombinierung der Ausgangsleistungen der letzten Stufen die Phasenverschiebungen der Trägerwelle sich gegenseitig aufheben. lao

Bei den beschriebenen Anordnungen wird eine vollkommene Eliminierung der zweiten

und sechsten Harmonischen zustande gebracht (die dritte und fünfte sind in normaler Größe vorhanden, die vierte ist etwas verstärkt, aber unmoduliert).
Da die Hannonischen in der Antenne bei der Anordnung nach der Abb. ι und 2 von drei unabhängigen Verstärkern herrühren, so können auch die dritte, vierte und fünfte Harmonische durch Entkopplung kompensiert werden, indem z. B. der letzten Stufe, welche zur Wiederherstellung des Trägers in der Antenne dient, diese Harmonische entnommen und evtl. nach Verstärkung mit passend eingestellter Amplitudenphase zugeführt wird, wo sie die von anderen Kanälen herrührenden Harmonischen derselben Ordnung aufhebt.

Die beschriebenen Anordnungen können auch zur Ausstrahlung der beiden Seitenbänder allein mit unterdrückter Trägerwelle benutzt werden (wenn z. B. bei der Schaltung nach der Abb. 1 UA_i und MA₃ fortgelassen werden).

Das beschriebene System ist sowohl für Telephonic, ζ. B. für Rundfunksenden, als auch für Telegraphie verwendbar, und zwar sowohl für Telegraphie mit Tonmodulierung »ils auch für Trägerwellentelegraphie, wobei der Sender durch irgendeine überakustische Frequenz moduliert wird und die Antenne auf eine Seitenbandfrequenz abgestimmt ist.

Anstatt die Ausgangsleistung in einer Antenne oder Zuführungsleitung zu kombinieren, kann man zwei oder drei unabhängige Antennen (oder Ztiführungsleitungen) benutzen.

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Verfahren zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit von mehrstufigen Sendern unter Verwendung von zwei durch Zusatz von phasenverschobenen Trägerwellen zu amplitudenmodulierten Trägerwellen gebildeten phasenmodulierten Schwingungen, die in parallel arbeitenden Kaskaden erzeugt und im Ausgang zusammengefaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerwellen mit einer solchen Phase zu den amplitudenmodulierten Trägerwellen der gleichen Frequenz zugesetzt werden, daß sich die resultierenden Trägerwellen im Ausgang aufheben und daß gegebenenfalls die Trägerwelle dem Ausgang mit einer solchen Phase wieder zugesetzt wird, daß eine amplitudenmodulierte Schwingung ausgesandt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen