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Modnlationsverfahren Die Erfindung betrifft ein Modulationsverfahren,
bei dem einer Mehrgitterröhre eine Trägerfrequenz zugeführt wird.
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Es ist bekannt, zwei Gittern einer Me'hrgitterröhre je eine Frequenz
zuzuführen, so daß diese Frequenzen multiplikativ gemischt werden. Würde man ein
entsprechendes Verfahren zur Modulation einer Trägerfrequenz anwenden, so bestünde
der Nachteil, daß im Anodenkreis auch bei fehlender Modulation bereits eine hohe
Trägerfrequenzspannung auftritt. Der Modulationsgrad ist dabei immer von der Amplitude
der Modulationsspannung abhängig. Ferner ist es bekannt, eine Kompensation der Trägerwelle
mittels zweier gegeneinandergeschalteter Röhren zu erzielen. Bei diesem bekannten
Verfahren besteht jedoch der Nachteil, daß im Ausgang die Trägerwelle unabhängig
von der Größe der Modulation immer unterdrückt ist und nur die beiden Seitenbänder
abgegeben werden. Ferner wurde eine Röhrenschaltung vorgeschlagen für gleichzeitiges
Erzeugen und Modulieren von Schwingungen, bei der durch eine gegenphasige Steuerung
zweier Gitter bei nicht vorhandener Modulation die Trägerwelle durch die Röhre nicht
verstärkt wird.
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Für bestimmte Zwecke ist jedoch ein konstanter Modulationsgrad unabhängig
von der Amplitude der Modulationsspannung erwünscht. Dies kann gemäß der Erfindung
dadurch erzielt 'werden, daß der mit der Trägerfreuqenz schwankende Röhrenstrom
von der Modulationsspannung mit Hilfe eines Verteilungsgitters auf zwei positive
Elektroden der Röhre verteilt wird und die Teilströme einem Kopplungsglied derart
zugeführt werden, daß sich die Wirkungen dieser Ströme im Ausgang ganz oder teilweise
aufheben. Mit diesem Verfahren kann also eine Modulation -vorgenommen werden, bei
der Gleichstrom und Wechselstrom als Modulationsspannung auftritt, wie dies z. B.
bei einer Fernsehmodulation der Fall ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann
es sich somit sowohl tun eine ioo%ige Modulation, als auch um eine Modulation von.
Hochfrequenzschwingunge.n mit teilweiser oder vollständiger Unterdrückung des Trägers
handeln. Das erfindungsgemäße Modnlationsverfahren wird zum Unterschied von dem
bekannten Verfahren mit Hilfe eines von der Modulationsspannung gesteuerten Verteilungsgitters
vorgenommen, wobei die Teilströme einem Kopplungsglied derart zugeführt werden,
daß sich die Wirkungen dieser Teilströme im Ausgang ganz oder teilweise aufheben.
Als Kopplungsglied kann ein Differendaltransformator
benutzt werden,
der auf die Trägerfrequenz abgestimmt ist.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In Fig.
i sind Steilheitskurven der positiven Röhrenelektrodeiri dargestellt, während die
Fig. 2, 3 und q. Aus=",. führungsbeispiele der Erfindung zeigen.
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Bei einer Viergitterröhre sei das erste Gitter an eine konstante negative
Spannung von z. B. 2 Volt gelegt. Das zweite Gitter diene als Schirmgitter. Das
vierte Gitter verteile den Röhrenstrom auf die Anode und das dritte Gitter, die
beide an positiven Spannungen liegen. In den ausgezogenen Kurven der Fig. i sind
in Abhängigkeit von der Spannung am vierten Gitter E'$-, die Steilheitendlg3/dE"
des dritten Gitters über dem ersten Gitter für zwei verschiedene Vorspannungen des
ersten Gitters dargestellt. Die obere Kurve entspricht einer Spannung von - i Volt,
die untere einer solchen von - 2 Volt am ersten Gitter. Die Steälheitendla/dE" der
Anode über dem ersten Gitter in Abhängigkeit von E'gi verlaufen entsprechend den
gestrichelten Kurven, von denen sich die obere wiederum auf eine Vorspannung des
.ersten Gitters von - i Volt bezieht, während die untere einer solchen von - 2 Volt
entspricht. Aus der Figur geht hervor, daß beide Steilheiten für eine bestimmte
Vorspannung des vierten Gitters gleich groß werden. aDies bedeutet, daß eine an
das vierte Gitter geführte Modulationsspannung die auf das dritte Gitter und die
Anode fließenden Ströme in entgegengesetztem Sinne um jeweils gleich große Beträge
verändern wird. Werden die Ströme also einem Differentialtransformator mit Mittelanzapfung
zugeführt, so wird in der Sekundärwicklung des Transformators keine Spannung induziert.
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Fig.2 zeigt eine Viergitterröhre, deren erstem Gitter G1 über den
Transformator B die Trägerfrequenz zugeführt ist. Das Gitter G2 liegt an, einer
konstanten positiven. Spannung; dem Gitter G4 wird über den Transformator C die
Modulationsspannung zugeführt. Der mit Trägerfrequenz schwankende Röhrenstrom wird
durch diese' Modulationsspannung auf das Gitter G3 und die Anode, die beide an der
gleichen positiven Spannung liegen, verteilt. Mit D ist ein zweckmäßig auf die Trägerfrequenz
abgestimmter Differentialtransformator bezeichnet, dem primärseitig die Ströme vom
Gitter G3 und der Anode A zugeführt werden, während die Mittelanzapfung an die Anodenspannungsquelle
geführt ist. Sind die Vorspannungen so gewählt, äaß Gitter G3 und Anode die gleiche
Steilheit über Gitter Cri haben, so wird bei fehlender Modulationsspannung sekundärseitig
keine Spannung induziert. Wird .das .Gleichgewicht der beiden Teilströme durch eine
auf das Gitter G4 gegebene Spannung verschoben, so wird in der Sekundärwicklung
des Differd'ntialtransformators eine Trägerfrequenz-;@ ;sTäenung erzeugt, die der
Amplitude der M6gülationsspannung proportional ist.
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. @Ah Stelle des Differentialtransformators kann auch eine geeignete
Kombination aus beliebigen Schaltelementen als Kopplungselement benutzt werden.
Es kann auch mit verschiedenen Steilheiten von Gitter 03 und Anode gearbeitet
werden. Soll in diesem Falle eine hundertprozentige Modulation erreicht werden,
so muß die Anzapfung an das Kopplungsglied derart unsymmetrisch gelegt werden, daß
bei fehlender Modulationsspannung eine vollständige Kompensation im Ausgang eintritt.
Die bei Hochfrequenz gegebenenfalls störenden inneren Röhrenkapazitäten können durch
geeignete Ausgleichskondensatoren kompensiert werden.
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Fig.3 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der die
Trägerfrequenz im Anodenkreis über einen Transformator E zugeführt wird, während
das Gitter G1 der Röhre an einer konstanten Spannung liegt. Die modulierte Trägerfrequenz
wird wiederum auf der Sekundärseite eines Differentialtransformators D abgenommen.
Eine hundertprozentige Modulation wird durch dieselben Einstellmaßnahmen erreicht
wie im Falle der Fig. 2.
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Fig. q. stellt eine dritte Ausführungsform dar, bei der die Trägerfrequenz
den Verteileranoden G3, A der Mehrgitterröhre über das Kopplungsglied D zugeführt
und die modulierte Trägerfrequenz im Gleichtakt von dem im Anodenkreis angeordneten
Transformator I' abgenommen wird. Prinzipiell gelten für diese Schaltung dieselben
Bedingungen wie für die vorhergehenden.
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An Stelle einer Viergitterrö.hre können natürlich auch andere Röhren
verwendet werden, sofern sie eine den Modulationssp,annungen entsprechende Verteilung
des Röhrenstroms auf zwei positive Elektroden ermöglichen. Es kann auch das dritte
Gitter einer Fadinghexode als Verteilungsgitter zwischen zweitem und viertem Gitter
benutzt werden. Endlich können auch eigens für den vorliegenden Zweck gebaute Spezialröhren
verwendet werden.
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Die Schaltung der Fig. 2 besitzt gegenüber den Anordnungen mit anodenseitiger
Einführung der Trägerfrequenz den Vorteil, daß man mit einer geringeren Trägerfrequenzspannung
auskommt.
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Das beschriebene Verfahren gestattet eine Modulation mit beliebig
niedrigen Frequenzen bis zu Null herab. Dies ist beispielsweise bei Fernsehsendern
wichtig, da auf diese
Weise auch sehr langsame Schwankungen, die
Änderungen der mittleren Bildhelligkeit entsprechen, übertragen werden.