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Verfahren zur Amplitudenmodulation Es ist bekannt, zur Modulation
der Amplitude von Hochfrequenzschwingungen den eigentlichen Träger aus zwei Vektoren
zusammenzusetzen, indem man 'eine Antenne mit zwei elektromotorischen Kräften gleicher
Frequenz und vorzugsweise gleicher Amplitude erregt und die resultierende Stärke
der Antennenschwingungen durch Veränderung des Phasenunterschiedes der beiden elektromotorischen
Kräfte im Rhythmus der Modulation verändert. Die resultierende Antennenschwingung
ist infolgedessen Null, wenn die beiden elektromotorischen Kräfte einander entgegengesetzt
sind, und sie wird im übrigen linear mit der Abnahme des Phasenwinkels gegenüber
z8o° anwachsen. Erregt man also beispielsweise die Antenne mit zwei gleichen phasenverschobenen
elektromotorischen Kräften und bewirkt die Sprache eine Phasenverschiebung zwischen
beiden, so nimmt die Amplitude in der'Antenne mit der Zunahme des Phasenwinkels
ab bzw. mit geringer werdendem Phasenwinkel zu.
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Bei der bekannten Anordnung werden jedoch zur Durchführung dieses
Modulationsverfahrens verhältnismäßig komplizierte Mittel angewandt, indem nämlich
zwei aus einem Generator gespeisten und in Differentialkopplung auf den Antennenkreis
arbeitenden Stromkreisen eine modulierte hochfrequente Hilfsenergie überlagert wird,
um so die Frequenz der Differentialkreise praktisch konstant zu halten. Gemäß vorliegender
Erfindung wird das eingangs. erwähnte Amplitudenmodulationsverfahren auf wesentlich
einfachere Weise durchgeführt, bei der die Zuhilfenahme einer zusätzlichen modulierten
Hochfrequenzenergie nicht erforderlich ist.
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Die Erfindung besteht darin, daß die Trägerfrequenz je einer Diagonalen
zweier Brücken, .deren einander gegenüberliegende Brückenzweige ohmisch bzw. kapazitiv
sind, zugeführt wird, an deren anderen Diagonalen zufolge der Lage und Größe der
Brükkenwiderstände in ,ihrer -Phase entgegengesetzte und gleich große Teilströme
der Trägerfrequenz auftreten, die im Ausgang einer mit diesen Diagonalen der Brücken
in Verbindung stehenden Gegentaktanordnung zu einem in seiner Amplitude modulierten
resultierenden Strom zusammengesetzt, und daß die Teilströme durch Ändern der Ohmschen
Widerstände der Brücken im Rhythmus der Modulation in ihrer Phase geändert werden.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die Verwendung einer Brücke, deren
einander gegenüberliegende Brückenzweige ohmisch bzw. kapazitiv sind, zur reinen
Phasenmodulation bereits vorgeschlagen worden ist, jedoch nicht zum Zwecke der Amplitudenmodulation
nach dem eingangs geschilderten Verfahren.
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Der Erfindungsgedanke ist im nachstehenden an Hand der Abbildungen
näher erläutert. Die Abb. r a zeigt das prinzipielle
Schaltbild,
dessen Einzelheiten für die praktische Durchführung weiter unten an Hand weiterer
Abbildungen noch näher erläutert werden.
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Die vom Steuersender gelieferte Trägerfrequenz St wird nach gegebenenfalls
genügender Verstärkung einem Hochfrequenztransformator T,., zugeführt. Im Sekundärkreis
von T", liegen zwei Brückenanordnungen I und II. Jede dieser Brücken wird aus zwei
Öhmschen Widerständen Rai und R¢ bzw. Rb, und Rbz und je zwei Kondensatoren Ca,
und C" bzw. Cb, und Cb.= gebildet. An den anderen Diagonalen, die nicht von T aus
gespeist werden, sind weitere Hoch-, frequenztransformatoren T,; bzw. T,-3 angeschlossen,
die eine G.egentaktanordhung speisen. Die Lage und Größe der Brückenwiderstände
ist derart, daß die in den Transformatoren T,;_ bzw. T,., auftretenden Teilströme
der Trägerfrequenz in ihrer Phase entgegengesetzt. und gleich groß sind. Diese beiden
Teilströme werden im Ausgang der Gegentaktanordnung zu einem in seiner Amplitude
modulierten resultierenden Strom zusammengesetzt. Bei richtiger Wahl der Widerstands-
und Kapazitätsgrößen kann man erreichen, daß die den Brücken zugeführten Hochfrequenzvektoren
um 9o° gedreht werden. Dies ist der Fall, wenn
Die Wirkungsweise der Brückenschaltungen ergibt sich dabei im einzelnen aus Abb.
i b, in der die Ströme der einzelnen Brücken-,zweige als Vektoren JR.,,'JCI,, Jet,,
JF=, Jcb@, Abz, Tab, und JCb, dargestellt sind. Die zuggehörigen Widerstände, die
sich aus Abb. i a ergeben, sind in Abb. i b gestrichelt eingezeichnet. Die senkrechten
strichpunktierten Vektoren entsprechen der zugeführten Trägerfrequenz und die horizontal-
und entgegengesetzt gerichteten strichpunktierten Vektoren stellen die am Ausgang
der Brücken auftretenden Teilströme dar, die um den Winkel cpl bzw. cp2 gegen !die
Eingangsströme in ihrer Phase verschoben sind. (A und B der oberen Darstellung der
Abb. i b.) Die durch die Brücken I und II an die Transformatoren T, bzw. T,.3 gelegte
Spannung ist also um + 9o° phasenverschoben gegenüber der den Brücken zugeführten
Spannung, wodurch an,der Gegentaktanordnung eine um 18o° verschobene Spannung liegt,
.deren Resultierende im dargestellten Fall Null ist.
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Die Modulation erfolgt durch Ändern der Widerstände R", R"_, Rb, und
Rb," und zwar von dem festen Wert R,,, - Ra, ---_ Rb, _- Rb., auf
0o. Bei oc; ist der Phasenwinkel Null. Die Abb. 2 zeigt die Änderung des Phasenwinkels
mit steigendem Widerstand. In dieser Abbildung sind I und II wiederum die beiden
Brücken mit den erwähnten Widerständen in ihren Zweigen. Die zugehörigen Ströme
der einzelnen Brückenzweige sind wiederum als Vektoren eingezeichnet, und zwar entspricht
der mittlere senkrechte Vektor jeweils der-zugeführten Trägerfrequenz, und die horizontalen,
entgegengesetzt gerichteten strichpunktierten Vektoren stellen den Fall der Phasenverschiebung
um 9o° des Ausgangsstromes gegenüber dem Eingangsstrom dar. (Phasenwinkel (p1 bzw.
q)".) Die unter (p3 bzw. #94 zum Eingangsvektor stehenden strichpunktierten Vektoren
stellen eine beispielsweise angenommene Phasenstellung dar, die bei Vergrößerung
von R",', R,_', Rb,', Rb_` eingestellt wird. Die untere Darstellung der Abb. 2 zeigt
die Zusammenwirkung der einzelnen Vektoren im Ausgang der mit den Brücken in Verbindung
stehenden Gegentaktanordnung. Im Fall der Phasenverschiebung beider Vektoren um
i 8o' (9r, bzw. rp..) ergibt sich der resultierende Vektor Null. Im Fall der Phasenverschiebung
V3 -1- p4 ergibt sich eine bestimmte resultierende Amplitude. Die um (p5 bzw. (p,
gegen die Eingangsspannung verschobenen Vektoren werden erhalten, wenn Ra,', R",,
Rb,, Rb.>' weiter gegenüber dem Fall (p2, 99, vergrößert werden.
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Die Widerstandsänderung im Takte der Modulationsamplituden erfolgt
gemäß der weiteren Erfindung mittels. Elektronenröhren. Das Prinzipschaltbild der
Brücken dieser Art ist in der Abb. 3 a und 3 b gezeigt, während die Abb. q. die
Ausbildung eines vollständigen Senders einschließlich der Brückenanordnungen zeigt.
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Um den Gleichrichtungseffekt der Röhren aufzuheben, wird jeder Widerstand
aus zwei Röhren gebildet, die gittergesteuert sind und wechselseitig mit ihren Anoden
und Kathoden an demselben Punkt liegen. Die niederfrequente Modulation wird über
die Niederfrequenzhilfstransformatoren Hl ... H4 zugeführt. Die Primärseiten
von HI.. . .FI4 liegen parallel, und zwar derart, daß alle Gitter und alle
Kathoden an der gleichen Seite liegen. An Stelle der gittergesteuerten Röhren können
auch Dioden treten, denen entsprechende Ano,denvorspannungen gegeben sind. Bei Verzvendung
der erwähnten, wechselseitig zusammengeschalteten Röhren ist der Klirrfaktor bei
der Modulation ' auf ein Mindestmaß herabgedrückt, so daß sich diese Schaltung insbesondere
für hochwertige Übertragung,
z. B. für Rundfunkübertragung, eignet.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese besondere Röhrenanordnung beschränkt, vielmehr
kommt man, wenn an die Übertragung nicht derart hohe Anforderungen gestellt werden,
auch mit einfachen Röhrenaus, z. B. bei kom-. merziellen Stationen, die im wesentlichen
Nachrichten übermitteln, bei denen ein geringer Klirrfaktor nicht stört.
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Die Abb. 312 unterscheidet sich von Abb. 3a dadurch, da.ß Dioden
verwendet sind und die Niederfrequenz an den Anoden zugeführt wird. Die Schaltelemente
ergeben sich aus der Abbildung selbst.
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Aus,empfängertechnischen Gründen kann es unter # Umständen unzweckmäßig
sein, die Phasenverschiebung ,der beidenTeilsträme ge-
geneinander in ,den
Modulationspausen bis auf i 8o° zu bringen und dadurch die Ausstrahlung vollkommen
zu unterdrücken, sondern einen gewissen Ruhewert des Trägers in den Modulatio.nspaus-en
zu hissen. Diese Einstellun,-"dpr Anordnung auf einen bestimmten Ruhewert des Trägers
kann sowohl mit Hilfe. des Ruhestromes det Röhren. in den Brückenzweigen durch Verändern
der Anodengleichspannung als auch mittels der Kapazitäten in den Brükkenzweigen
geschehen. Im ersteren Fall erfolgt die Einstellung des Trägerruhewertes mit Hilfe
des Widerstandes W der Abb. 3a, 3b und q..
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Ebenso kann es zur Kompensation von Verzerrungen, die empfänger- oder
senderseitig auftreten, erwünscht sein, die Phasenänderung nicht proportional der
Modulationsamplitude vorzunehmen, sondern nach einem bestimmten nichtlinearen Gesetz,
z. B. dadurch, daß man den einen Widerständ des Brückenzweiges nicht in dem gleichen
Maße ändert wie den anderen Brückenwiderstand oder sogar im Grenzfall konstant hält.
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Bei der Anordnung nach Abb. q. wird die' Trägerfrequenz des Steuersenders
St einer Brückenanordnung nach Abb.3b zugeführt. An diese schließt sich eine Gegentaktanordnung
an.