DE665909C - Anlage zum UEbertragen von Signalen mittels einer hochfrequenten Traegerwelle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Anlagen zum Übertragen von Signalen mittels einer hochfrequenten Trägerwelle, die eine oder mehrere Verstärkerstufen für die modulierte Trägerwelle besitzt, welche aus elektrischen Entladungsröhren bestehen.

Wie bekannt, kann man bei derartigen Anlagen einen hohen Modulationsgrad erzielen, indem man die schwach modulierte Hochfrequenz an eine Verstärkerstufe anlegt, die derart vorgespannt ist, daß die Amplitude der Trägerwelle in deren tiefsten Punkt den dem Nullpunkt des Anodenstromes entsprechenden Punkt der Charakteristik erreichen kann.

Aber dieses Hilfsmittel führt zu einer sehr erheblichen Verzerrung, die beträchtlich über dem Maximum der Verzerrung liegt, das nach den internationalen Vorschriften zulässig ist.

Außerdem wird die Einstellung der gewerblichen Anlagen für drahtlose Telegraphie oder Rundfunk selbstverständlich so gewählt, daß sie bei einem Maximum der Leistung arbeiten, und dies bringt eine weitere Verzerrung der Modulationskurve mit sich. Infolge dieser Verzerrungen ist man gezwungen, den Modulationsgrad und zugleich die Leistung herabzusetzen, um in den zulässigen Verzerrungsgrenzen zu bleiben.

Es ist bereits bekannt, zum Zweck sparsamen Arbeitens die Amplitude der Trägerwelle auf Null oder wenigstens auf einen sehr geringen Wert herabzusetzen, wenn keine Modulation vorhanden ist; es ist ferner schon bekannt, während des Arbeitens die mittlere Amplitude der Trägerwelle von der Intensität des Modulierungsstromes abhängig und dieser direkt proportional zu machen, indem man eine selbsttätige Verschiebung des Arbeitspunktes einer Verstärkerstufe mittels eines durch Gleichrichten des Modulierungsstromes erhaltenen Gleichstromes herbeiführt. Es ist gleichfalls schon bekannt, einen derartigen durch Gleichrichten des Modulierungsstromes erzielten Gleichstrom anzuwenden, um die Amplitude der Trägerkomponente in Übereinstimmung mit den Veränderungen der Intensität bei den Seitenfrequenzen und zugleich die mittlere Amplitude der Seitenfrequenzen in dem der in der Amplitude der Trägerkomponente bewirkten Veränderung entgegengesetzten Sinne zu verändern.

Wenn auch die verwendeten Mittel eine gewisse Ersparnis ermöglichen, so sind sie doch in beiden genannten Fällen und insbesondere im erstgenannten Falle ohne Einfluß auf die nutzbare modulierte Leistung.

Es ist ferner bekannt, zum Zweck der Erhöhung der nutzbaren modulierten Leistung. die Verstärkerstufen zugleich die Rolle .,τί&ιί' Modulatoren spielen zu lassen, indem iijian die Röhren dieser Stufen derart einrichtet, daß sie in einem gekrümmten Bereich ihrer:. Charakteristik arbeiten, und indem man die Modulierungswellen in zweckentsprechender Phase den Steuerelektroden zuführt, damit

ίο die auf diese Weise erzeugten zusätzlichen Modulationen sich aufeinanderfolgend verstärken. Diese Modulierungsanlage macht jedoch die Verwendung von Verstärkerstufen in einer Schaltung erforderlich, die gewöhn-Hch ^-Schaltung genannt wird.

Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf Anlagen, bei denen die Verstärkerstufen lediglich die Aufgabe haben, die Amplitude der vorläufig modulierten Trägerwelle zu gewährleisten und bezweckt, die Leistung solcher Anlagen beträchtlich zu erhöhen.

Gemäß der Erfindung wird an die Steuerelektrode einer oder mehrerer der genannten Verstärkerstufen in .^-Schaltung eine zusätzliche Spannung angelegt, die der Modulierungsspannung proportional ist und mit ihr in Phase liegt und deren Amplitude zusammen mit der Regelung der Vorspannung der Steuerelektroden derart eingestellt ist, daß die Verstärkerstufen stets im geradlinigen Teil ihrer Verstärkercharakteristik arbeiten.

Die Zeichnung stellt Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dar, und zwar zeigt

Abb. ι schematisch eine Ausführungsform der Anlage,

Abb. 2 ein anderes Ausführungsschema, bei dem mehrere Verstärkerstufen für die modulierte Trägerwelle vorgesehen sind, und Abb. 3 eine bevorzugte Ausführungsform. In der Abb. 1 bezeichnen 1 und 1' die mit einer nicht gezeichneten Hochfrequenzstromquelle beliebiger Art verbundenen Leiter, 2 den Modulator, 3 und 3' die den Modulierungsstrom zuführenden Leiter und 2^a, 2.'^a die diesen Strom zum Modulator 2 führenden Leiter. 4 ist die mit dem Modulator durch die Leitungen 5, 5' verbundene Verstärkerstufe und 6 der Nutzkreis, der z. B. mit einer Antenne 7 gekoppelt sein kann, wenn Rundfunksendung erfolgen soll.

Die Erfindung besteht darin, an den Eingangskreis des Verstärkers 4 eine zusätzliehe Spannung anzulegen, die in Phase oder annähernd in Phase mit der bei 3, 3' angelegten Modulierungsspannung und von gleicher Frequenz wie diese ist. Dies kann mittels der Leitungen 8, 8' bewerkstelligt werden, die unter Zwischenschaltung einer Kopplungsvorrichtung 3" dem Eingangskreis des Verstärkers 4 eine zusätzliche Spannung aufdrücken, die der gesamten oder einem Bruchteil der bei 3, 3' angelegten Modulie-'■jjungsspannung gleich ist. LTnter diesen Beidingungen wird die Steuerelektrode des Ver-■ stärkers 4 einer zusätzlichen Spannung unterworfen, die synchron oder fast synchron mit der dem Modulator 2 aufgedrückten Modulierungsspannung ist. Das Anlegen dieser zusätzlichen Spannung an die Steue-'elektrode des Verstärkers 4 zieht keine Modulation des Hochfrequenzstromes nach sich; denn gerade auf Grund seiner funktioneilen Abhängigkeit ist der Verstärker 4 so eingeregelt, daß er in seinem Ausgangskreis Änderungen bewirkt, die denjenigen symmetrisch sind, welche dem Eingangskreis aufgedrückt werden. Es bewirkt jedoch, daß das Intervall, das die Grenzen trennt, zwischen denen das Potential der Steuerelektrode des Verstärkers wirkungsvoll schwingt, zunimmt.

Durch diese Zunahme werden die Arbeitsbedingungen des Verstärkers modifiziert, der nunmehr für jede Periode der Modulierungs- 8g spannung Arbeitsbereiche zu erreichen vermag, in denen die dem Verstärker zugeführte augenblickliche Anodenleistung dem entsprechenden Augenblickswert der modulierten Hochfrequenzleistung direkt proportional ist. Mit anderen Worten: während derjenigen Augenblicke der Modulationsperiode, in denen die Hochfrequenzamplitude klein ist, wird die zugeführte Leistung durch das Verfahren gemäß der Erfindung auf einen geringen Wert zurückgeführt, wogegen sie nur in denjenigen Augenblicken einen hohen Wert annimmt, in denen die Hochfrequenzamplitude ein Maximum besitzt. Auf diese Weise wird z. B. für ein- und dieselbe vom Verstärker 4 gelieferte modulierte Hochfrequenzleistung durch die Anlage gemäß der Erfindung die dem Verstärker zugeführte Leistung in be- ,, trächtlichem Ausmaße verringert, was infolgedessen im gleichen Verhältnis den Wirkungsgrad des genannten Verstärkers erhöht. Die Rechnung zeigt und die Erfahrung bestätigt, daß dieser Wirkungsgrad mindestens - , den doppelten Betrag der zur Zeit z. B. mit den üblichen, mit modulierter Hochfrequenzverstärkung arbeitenden Verfahren erreichten Wirkungsgrade erlangt, und zwar insbesondere gegenüber den üblichen Verfahren, bei , denen der Arbeitspunkt des Gitters festliegt und derart eingestellt ist, daß die letzte erregte Stufe für gewöhnlich die maximal? Hochfrequenzamplitude während der Modulationsperiode zu entwickeln vermag, wobei diesö Modulation mit ihrem maximalen Modulationsgrad durchgeführt wird.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in Abb. 2 dargestellt.

Eine beliebige Anzahl von Verstärkerstufen 4', 4" usw. in ^-Schaltung, die aus elektrischen Entladungsröhren bekannter Art, vorzugsweise Dreielektrodenröhren, bestehen, ist in Kaskadenschaltung zwischen den Modulator 2 und den Nutzkreis 6 eingeschaltet. Gemäß der Erfindung wird an die Steuerelektroden dieser Verstärker eine zusätzliche Spannung angelegt, die in Phase oder annähernd in Phase mit der Modulierungsspannung liegt, und zwar mittels der zugehörigen Leiter 8, 8' bzw. 9, 9' bzw. 10, 10' usw., und der Steuerelektrode jedes Verstärkers eine Vorspannung erteilt, wie es vorstehend ausgeführt wurde. Die Zusammensetzung und die Anordnung der Stromkreise der Verstärker 4', 4" usw. kann durchaus beliebig gewählt werden. Abb. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der

zo Anlage gemäß der Erfindung, bei der Verstärker verwendet werden, die aus symmetrisch angeordneten Dreielektroden-Elektronenröhren bestehen.

Bei dieser Vorrichtung werden die elektrisehen Hochfrequenzschwingungen, die durch einen nicht gezeichneten Generator beliebiger Art (Wechselstromgenerator, elektrische Entladungsröhre usw.) erzeugt werden, durch Leitungen 1, 1' zugeführt. Sie werden einer Modulationsstufe zugeführt, die aus einer Gruppe von Entladungsröhren 2, 2' besteht, welche symmetrisch angeordnet sind. Die ausgehenden modulierten Schwingungen werden hiernach nacheinander in drei aufeinanderfolgenden Stufen verstärkt, von denen jede durch Röhren 4', 4'«, 4", 4."", 4, 4" usw. gebildet wird.

Die durch die letzte Stufe bis zu ihrem Endverstärkungsgrad verstärkten Schwingungen werden auf die Leitungen 11, 11' übertragen, durch die sie dem Verbraucherkreis, z. B. einer Funksendeantenne, aufgedrückt werden.

Die Kathoden der Modulations- und Verstärkerröhren werden durch eine nicht gezeichnete Stromquelle gespeist, die mit den Leitungen 12, 12' verbunden ist. Die Anodenspannung dieser Röhren wird von einer nicht gezeichneten Quelle her bezogen, deren positiver Pol mit dem Leiter 13 verbunden ist und deren negativer Pol mit der Erde in Verbindung steht.

Die Anordnung der Stromkreise, die den Verstärkerstufen die zusätzliche Spannung zuführen, und die Anordnung der Verstärkerstufen ist folgende:

Die Modulierungsspannung wird durch die Leitungen 3, 3' zugeführt, nachdem sie im allgemeinen einer Vorverstärkung unterwor-

βο fen worden ist. Sie wird an eine Endverstärkungsstufe angelegt, die im wesentlichen aus zwei elektrischen Entladungsröhren 14, 14' zusammengesetzt ist, die symmetrisch oder anderweitig angebracht sind.

Die Kathoden dieser Röhren werden durch eine nicht gezeichnete Stromquelle geheizt, die mit Leitungen 15, 15' verbunden ist. Die Anodenspannung wird durch eine nicht gezeichnete Quelle geliefert, deren positiver Pol mit dem Leiter 16 und deren negativer Pol mit der Erde verbunden ist.

Der Ausgangsstromkreis, dieser Verstärkungsstufe umfaßt ebenso viele übereinstimmende Sekundärwicklungen (im vorliegenden Beispiel vier), wie Stufen vorgesehen sind, auf die die zusätzliche Spannung zur Einwirkung gebracht werden soll. Jede dieser Sekundärwicklungen 17, 18, 19, 20 gibt Leistung auf einen nichtinduktiven Widerstand ab. Ein geeigneter Bruchteil der durch jede dieser Sekundärwicklungen gelieferten verstärkten Modulierungsspannung wird vermit-. tels einer Potentiometervorrichtung dem .Stromkreis der Steuerelektrode der meisten oder der gesamten Hochfrequenzverstärkerröhren aufgedrückt. Jede andere Vorrichtung zur Verteilung der Modulierungsspannung auf die Steuerelektroden der Verstärkerröhren, die den oben zum Ausdruck gebrachten' Bedingungen genügt, kann verwendet qo werden.

Im Beispiel gemäß Abb. 3 wirken die Spannungen der verschiedenen Sekundärspulen auf die gesamten Steuerelektroden der Verstärkerröhren ein, wobei die Vorspannung dieser Elektroden mittels der Quellen 2;, 22, 23, 24 herbeigeführt ist.

Die Anlage gemäß der Erfindung ist auf die Übertragung von Signalen mit oder ohne Draht anwendbar, da die Hochfrequenzträgerwellen entweder Leitern entlanglaufen oder in den Raum hinausgestrahlt werden können.

Die Erfindung kann ferner auf das Senden bei Telegraphie, Fernphotographie und Fernsehen usw. Anwendung finden. Außerdem ist sie bei allen Übertragungssystemen für Hochfrequenzwellen anwendbar, wie auch immer deren Wirkungsweise im einzelnen sei. Die Anlage gemäß der Erfindung kann bei Sendesystemen mit Mehrfachmodulation verwendet werden, die aufeinanderfolgend oder zugleich oder in beiden Weisen vor sich gehen, und zwar, um selektive Übertragungen oder Mehrfachübertragungen oder beide herzustellen.

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Anlage zum Übertragen von Signalen mittels einer hochfrequenten Trägerwelle, die eine oder mehrere Verstärkerstufen für die modulierte Trägerwelle besitzt, welche aus elektrischen Entladungsröh-

   ren bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß an die Steuerelektrode einer oder mehrerer dieser Verstärkerstufen in ^ί-Schaltung· eine zusätzliche Spannung angelegt wird, die der Modulierungsspannung proportional ist und mit ihr in Phase liegt und deren Amplitude zusammen mit der Regelung der Vorspannung der Steuerelektroden derart eingestellt ist, daß die Verstärkerstufen stets im geradlinigen Teil ihrer Verstärkungscharakteristik arbeiten.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen