DE684327C - Modulations- bzw. Demodulationsanordnung - Google Patents

Description

in Paris

In der Nachrichten- und Meßtechnik werden für Steuer- und Modulätionszwecke mit Vorteil Gleichrichter- und insbesondere Trockengleichrichter, .z. B. Kupferoxydulgleichrichter, benutzt. So ist für Meß- und Steuerzwecke eine Schaltungsanordnung mit mehreren sich synchron mit einer besonderen Steuerspannung öffnenden und schließenden Schaltstellen bekanntgeworden, deren Schalt-

>o stellen durch elektrische Ventile gebildet sind. Die Ventile liegen dabei einerseits in einem oder mehreren Paaren derart an der periodisch ver ander Höhen Steuerspannung, daß die Ventile jedes Paares von der

'5 Steuerspannung im gleichen Polaritätssinn beeinflußt werden, andererseits weisen sie in bezug auf die Stromquelle des zu steuernden Kreises einander entgegengesetzt gerichtete Durchlaßrichtungen auf.

Es ist bekannt, daß bei Modulationsanordnungen durch die Anwendung von Gegentaktschaltungen eine Unterdrückung der Trägerfrequenz im Modulatorausgang erreicht werden kann. Ein früherer Vorschlag sieht auch bei Anwendung von Trookengleichrichtern für die Modulation vor, zwei gleiche Gruppen von Gleichrichtern für die Trägerfrequenz gegeneinander- und für die Signalfrequenz hintereinanderzuschal ten.

Eine Unterdrückung sowohl der Trägerfrequenz als auch der Signalfrequenz im Modulatorausgang kann durch eine bekannte Gleichrichter benutzende Schaltanordnung erreicht werden. Bei dieser Modulationsanordnung sind wenigstens vier Gleichrichterelemente so zusammengeschaltet, daß eine Entkopplung aller drei Klemmenpaare erreicht ist. Die Gleichrichter sind dabei paarweise im Gegentakt geschaltet. Der Aufwand für die bekannte Modulationsanordnung- ist jedoch verhältnismäßig hoch. So ist ein Mehrwicklungsübertrager mit drei elektrischen Mittenanzapfungen unerläßlich für diese Anordnung. Außerdem wird noch eine weitere Mittenanzapfung an einer anderen Impedanz, z. B. einem weiteren Übertrager, erforderlich.

Ein wesentlich einfacherer Aufbau einer Modulations- bzw. Demodulationsanordnung mit drei wahlweise gegeneinander vertauschbaren Eingangs- bzw. Ausgangspolpaaren und unter Verwendung von vier Gleichrichtern bzw. Gleichrichtergruppen kann gemäß der Erfindung dadurch erreicht werden, daß die Gleichrichter bzw. Gleichrichtergruppen gleichsinnig hintereinandergeschaltet die vier Zweige einer Brücke bilden und zwei Polpaare an' die Diagonalen dieser Brücke

geführt sind, während das dritte Polpaar an die elektrische Mitte der beiden Diagonalen angeschlossen ist, so daß die drei Polpaare sämtlich gegeneinander entkoppelt sind. Durch, die erfindungsgemäße Anordnung wird, gegenüber dem bekannten Doppelgegentaktmodulator ein geringerer Aufwand an Schafe tungselementen und der weitere Vorzug erreicht, daß sie bei geeigneter Ausbildung der ίο Diagonalen für beliebige Ströme geeignet ist. Brückenschaltungen, bei denen vier gleichsinnig hintereinandergeschaltete Gleichrichter die Zweige einer Brücke bilden, sind an sioh bekannt. Sie werden benutzt zur wahl weisen Umschaltung auf einen von zwei Ausgängen der Schaltungsanordnung. Die Steuerung der veränderbaren Brückenwiderstände erfolgt dabei durch geeignete Änderung der Richtung und der Intensität eines Gleichstromes. Bei dieser Anordnung sind jedoch nicht sämtliche Polpaare gegeneinander entkoppelt.

Eine Anordnung gemäß der Erfindung ist in der Abbildung schematisch und beispielsweise dargestellt.

In dieser Abbildung sind 1,2,3,4 Gleichrichterzweige, d.h. solche Leiter, deren Impedanzänderungen nicht linear verlaufen und die beispielsweise in Richtung der Pfeile dem Strom einen kleinen Widerstand, dagegen in entgegengesetzter Richtung einen größeren Widerstand darbieten. Diese Leiterelemente können Trocken- oder Kontaktgleichrichter, elektrolytisdhe Gleichrichter oder andere veränderliche Widerstände sein. Wenn man an die Enden eines solchen Leiters in direktem Sinne eine bestimmte Spannung anlegt, so fließt durch ihn ein hoher Strom; wenn man eine Änderung dieser Spannung 4.0 erzeugt, so verhält sich ein solcher Leiter gegenüber dieser Spannungsänderung wie ein schwacher Widerstand. Umgekehrt verhält sich der Leiter wie ein großer Widerstand, wenn die angelegte Spannung ihr Vorzeichen ändert.

Die Anordnung enthält Primär elemente oder andere Stromquellen 5 und 6, mit einem Mittelpunkt versehene Widerstände oder Impedanzen beliebiger Art 7 und 8 sowie irgendeine Empfangsimpedanz 9. Man erkennt, daß man die Elemente bezüglich der Stromquelle 6 in zwei Gruppen zu einem Paar einteilen kann, nämlich die in direktem Sinne durchflossene Gruppe 1 und 4, die in entgegengesetztem Sinne durchflossene Gruppe 2 und 3.

Bezüglich der Stromquelle 5 kann man die Elemente in zwei Gruppen zu einem Paar einteilen, nämlich die in direktem Sinne durchflossene Gruppe 1 und 2, die in entgegengesetztem Sinne durchflossene Gruppe 3 und 4.

Bei der zweiten Teilung gehören die Elemente jedes Paares zu anderen Gruppen als bei der ersten Teilung. Tätsächlich gehört ."bei der ersten Gruppe der zweiten Teilung iäas Element 1 zur ersten Gruppe der ersten viijeilung und das Element 2 zur zweiten i0fuppe der ersten Teilung. Ebenso gehört bei der zweiten Gruppe der zweiten Teilung das Element 3 zur zweiten Gruppe der ersten Teilung und das Element 4 zur ersten Gruppe der ersten Teilung.

Ferner ist bei dieser Anordnung eine der Speisequellen, beispielsweise die Quelle 6, entweder unmittelbar oder mittelbar mit den Klemmen a, b des Netzes nichtlinearer Leiter verbunden. Die Nutzimpedanz ist entwedier unmittelbar oder mittelbar mit den beiden anderen Klemmen c, d dieses Netzes verbunden.

Die andere Speisequelle 5 ist einerseits vermittels einer Impedanz mit angezapfter Mitte, wie beispielsweise 7, oder mittels jeder anderen abgeglichenen Vorrichtung mit den Klemmen a, b und andererseits mittels einer Impedanz mit angezapfter Mitte, wie beispielsweise 8, oder mittels jeder anderen abgeglichenen Vorrichtung mit den Klemmen c, d verbunden. Man erzielt so einen Ausgleichspunkt, bei welchem die Verbindungspunkte 8¹, 8² mit dem Nutzkreis einerseits und die Verbindungspunkte 7¹, 7- mit der Stromquelle 6 andererseits gleiches Potential bezüglich der Stromquelle 6 haben.

Die beschriebene Anordnung wirkt in folgender Weise:

Wenn die Spannung der Stromquelle 5 Null ist, so ist der Widerstand von 1 gleich dem Widerstand von 4, der Widerstand von

2 gleich dem von 3, die Brücke ist im Gleichgewichtszustand, und es fließt kein Strom in 9. Umgekehrt liefert die an die Mittelpunkte der Widerstände 7 und 8 angeschlossene Stromquelle .5, wenn die Spannung der Quelle 6 Null ist, keinen Strom nach 9.

Wenn man jetzt voraussetzt, daß die Stromquelle 5 einen Strom in direkter Richtung der Leiter i, 2 liefert, so haben diese Leiter geringen Widerstand, während 3 und 4 Widerstände darstellen; die Stromquelle 6 liefert dann nach 9 einen Strom, welcher durch ι und 2 geht. Wenn die Stromquelle 5 umgekehrt wird, so werden dagegen die Leiter 1 und 2 zu Widerständen, während 3 und 4 nur geringen Widerstand aufweisen; der Strom der Stromquelle 6 geht dann durch

3 und 4 hindurch und wird in 9 umgekehrt. Die Stromrichfcung im Empfangsgerät 9 hängt also von der Polarität der Stromquelle 5 sowie von der Polarität der Stromquelle 6 ab.

Insgesamt ist der die Empfangsimpedanz 9 durchfließende Strom/ eine Funktion der Spannung der Stromquelle 6, welche durch x,

und der Spannung der Stromquelle 5, welche durch 3/ bezeichnet sei. Es ist also i = f (x y). Die Funktion wird Null für χ = ο und für y = ο und wechselt ihr Vorzeichen, wenn χ 5 oder y für sich das Vorzeichen ändern.

Bei der Anwendung der Anordnung als Modulator läßt man gewöhnlich bei 5 und 6 Wechselspannungen vom Werte y und χ einwirken. Bei dieser Anwendung haben die beiden Ströme eine solche Amplitude, daß die Impedanz der Gkdchrichterelemente sich stetig ändert und daß der durch die Formel i = f(%y) gegebene Strom in 9 zu Null wird und sein Vorzeichen ändert gleichzeitig mit χ oder y für sich, wobei der gleiche absolute Wert für gleiche Werte entgegengesetzten Vorzeichens von χ oder y beibehalten bleibt.

Dies 'hat bei der Entwicklung von / (x y) nach der Taylorschen Reihe in der Nä'he von x = o, y = ο zur Folge, daß alle eine einzige Veränderliche oder eine gerade Potenz einer Veränderlichen enthaltenden Ausdrücke zu Null'-werden.

-,Wenn die Amplituden von y und χ klein sind, so kann man sich auf den ersten Ausdruck der Entwicklung beschränken, nämlich:

i ==. K · χ · y mit K =

Wenn χ und y folgende Form haben:

χ = Z sin cuif
y= ysin (ßi+ y),
so erhält man:

y — 0

ί = Κ·Χ·Υ sincot sin [Ωί-\~φ) =

was zwei Modulationspulsationen (Ω—ω und Ω + ω) erscheinen läßt, die von den Pulsationen Ω und ω ebenso wie von allen Modulationspulsationen höherer Ordnung frei sind. Man kann übrigens leicht zeigen, daß man, selbst wenn man alle Ausdrücke der Entwicklung von / (x, y) berücksichtigt, nur Pulsationen nach dem allgemeinen Ausdruck (2 k + /) + (2 h + J) erhält, wobei k und h von ο bis 00 differieren.

Das System ist völlig umkehrbar. Man kann die Empfangsimpedanz oder Leitung 9 und die Stromquelle 6 gegeneinander vertauschen, so daß das System gleichzeitig und in umkehrbarer Weise einen Frequenzwandler, einen Modulator und einen Demodulator bilden kann oder auch zur Bildung eines veränderlichen, dem Produkt zweier veränderlicher Ströme gleichen Stromes verwendbar ist.

Besonders vorteilhaft zeigt es sich, daß bei der Modulations- bzw. Demodulationsanordnung beliebige Ströme benutzt werden können. Es können also beispielsweise eine oder beide der Stromquellen 5 oder 6 durch eine vorzugsweise umkehrbare Gleichstromquelle gebildet sein.

cos [(Ω — ω)ί-\-φ\

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   cos [(Ω -j- ω) t-\-φ] ,

   Die Anordnung kann man allgemein verwenden, wenn man einen elektrischen Strom erhalten will, dessen Wert dem Produkt (in Betrag und Phase) zweier elektrischer Ströme gleich ist.

   Die Stromquellen sind dabei immer untereinander reziprok, und es besteht Umkehrbarkeit zwischen jeder der Stromquellen und der Emp f angs/impedan ζ.

   Modulations- bzw. Demodulationsanordnung mit drei wahlweise gegeneinander vertauschbaren Eingangs- bzw. Ausgangspolpaaren und unter Verwendung von vier Gleichrichtern bzw. Gleichrichtergruppen, dadurch gekennzeichnet. daß die Gleichrichter bzw. Gleichrichtergruppen gleichsinnig hintereinandergeschaltet die vier Zweige einer Brücke bilden und zwei Polpaare an die Diagonalen dieser Brücke geführt sind, während das dritte Polpaar an die elektrische Mitte der beiden Diagonalen angeschlossen ist, so daß die drei Polpaare sämtlich gegeneinander entkoppelt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen