DE699829C

DE699829C - Amplitude-modulated high-frequency measuring transmitter that supplies a measuring frequency that can be changed over a wide range

Info

Publication number: DE699829C
Application number: DE1936H0148542
Authority: DE
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1936-08-15
Filing date: 1936-08-15
Publication date: 1940-12-06

Description

Amplitudenmodulierter. Hochfrequenzmeßsender, der eine über einen weiten Bereich veränderliche Meßfrequenz liefert Die Hochfrequenzmeßsender der Rundfunktechnik haben nach Möglichkeit u. a. folgenden Bedingungen zu genügen: 1. Die Hochfrequenzmeßspannung muß oberschwingungsarm sein.Amplitude modulated. High-frequency measuring transmitter, the one via a The high-frequency measuring transmitter of radio technology supplies a wide range of variable measuring frequencies have, if possible, to meet the following conditions: 1. The high-frequency measuring voltage must be low in harmonics.

2. Der Modulationsgrad muß bei gegebener Modulationsspannung unabhängig von der modulierenden und von der modulierten Frequenz sein.2. The degree of modulation must be independent for a given modulation voltage of the modulating and the modulated frequency.

Die Bedingung 1 muß im Interesse eindeutiger Meßergebnisse, die Bedingung 2 zur Ermöglichung einer Bestimmung des Modulätionsgrades durch eine einfache Modulationsspannungsmessung gestellt werden.In the interest of unambiguous measurement results, condition 1 must be condition 2 to enable the degree of modulation to be determined by means of a simple modulation voltage measurement be asked.

Es ist bisher noch keine Lösung des Meßsenderproblems für alle technischen Frequenzbereiche bekanntgeworden, die beiden Bedingungen zugleich genügt, da bei Modulation in einer Stufe, die einen Hocbfrequenzschwingungskres enthält, die Bedingung?, bei niederen Trägerfrequenzen und bei höhen Modulationsfrequenzen nicht erfüllt wird, während bei Modulation in einer ohne Schwingungskreis oder mit einem stark gedämpften Schwingungskreis ausgerüsteten Stufe die Bedingung 1 nicht ausreichend erfüllt wird, auch nicht bei Verwendung technischer Mehrgittermodulationsröhren.It is not yet a solution to the measuring transmitter problem for all technical Frequency ranges become known, the two conditions are sufficient at the same time, since with Modulation in a stage that contains a high frequency oscillation circuit, the condition? not fulfilled at low carrier frequencies and at high modulation frequencies becomes, while with modulation in a without oscillatory circuit or with a strong Damped oscillation circuit equipped level does not meet condition 1 is fulfilled, not even when using technical multi-grating modulation tubes.

Bekanntlich ist aber bei hinreichend hohen Trägexfrequenzen, d. h. wenn der Quotient Trägerfreqüenz/Mödulationsfrequenz groß ist, die einwandfreie Erfüllung beider Bedingungen durchaus möglich.As is well known, however, with sufficiently high carrier frequencies, d. H. if the quotient carrier frequency / modulation frequency is large, the correct one Both conditions can be met.

Gegenstand der Erfindung ist ein amplitudenmo.dulierter Hochfrequenzmeßsender, bestehend aus einem fegt abgestimmten oder nur innerhalb enger Grenzen veränderbaren Oszillator; dessen Trägerfrequenz so hoch ist, daß eine einwandfreie Modulation möglich ist. Um trotz des'Ausgehens von einer hohen fest eingestellten bzw. nur innerhalb enger Grenzen veränderbaren Trägerfrequenz auch niedrigere veränderliche Frequenzen, z. B. die Frequenzen des technisch üblichen Bereiches von 150 bis 1500 kHz, dem Meßsender entnehmen zu können, wird die eigentliche Meßfrequqnz als Differenzschwnngung aus den modulierten Schwingungen dieses Oszillators und den unmodulierten Schwingungen eines zweiten abstimmbaren Oszillators gewonnen. Die Frequenz des fest abgestimmten oder nur innerhalb enger Grenzen veränderbaren Oszillators liegt dabei wesentlich höher :als die höchste Meßfrequenz. Die Differenzschwingung stellt die Meßfxequenz dar, während die aus der Überlagerung sich -ergebende Summenschwingung sowie die Schwingungen des fest eingestellten bzw. innerhalb enger Grenzen veränderbaren Oszillators und des zweiten abstimmbaren Oszillators in an sich bekannter Weise durch Fslterketten ausgesiebt werden. -Hochfrequenzgeneratoren, bei denen .die gewünschte Hochfrequenz als Modulationsfrequenz zweier Trägerfrequenzen gebildet wird, sind an sich bekannt. Weiter sind Hochfrequenzgeneratoren mit Modulation durch Überlagerung bekannt. Um hierbei Oberschwingurigen der Niederfrequenz, mit der die Hochfrequenz moduliert ist, zu vermindern, ist es bekannt, die Hochfrequenzgrundschwingurigen über einen Zwischenkreis zu führen. Weiterhin ist ein Verfahren und eine Anordnung bekannt, wobei die zu übertragende Frequenz die Schwebungsfrequenz aus zwei Trägerfrequenzen ist, deren eine oder auch beide im Rhythmus der Sprache verändert werden. Hierbei handelt es sich jedoch um einen Telephoniesender; bei welchem durch geringe Änderung einer der Teil-. frequenzen eine starke Änderung der resultierenden Frequenz erreicht werden soll. Dies bedeutet eine Frequenzmodulation im Gegensatz zur Amplitüdenmodulation bei dem Hochfrequenzmeßsender nach der Erfindung,: dem die Aufgabe zugrunde liegt, eine oberschwingungsarme Hochfrequenzmeßspannung und eine Unabhängigkeit des Modulationsgrades bei gegebenere Modulätionsspännung von der modulierenden und von der modulierten Frequenz zu erzielen.The subject of the invention is an amplitude-modulated high-frequency measuring transmitter, consisting of an oscillator that is tuned or only changeable within narrow limits; whose carrier frequency is so high that proper modulation is possible. In order to also use lower variable frequencies, e.g. Be able to remove as the frequencies of the technically conventional range of 1 50 to 1500 kHz, the signal generator, the actual Meßfrequqnz is recovered as Differenzschwnngung from the modulated oscillations of this oscillator and the unmodulated oscillations of a second tunable oscillator. The frequency of the fixed oscillator or oscillator that can only be changed within narrow limits is significantly higher than the highest measuring frequency. The differential oscillation represents the measuring sequence, while the total oscillation resulting from the superposition as well as the oscillations of the fixed oscillator or oscillator that can be changed within narrow limits and of the second tunable oscillator are filtered out in a manner known per se by filter chains. -High frequency generators, in which .the desired high frequency is formed as a modulation frequency of two carrier frequencies, are known per se. High-frequency generators with modulation by superposition are also known. In order to reduce the harmonics of the low frequency with which the high frequency is modulated, it is known to guide the high frequency fundamental over an intermediate circuit. Furthermore, a method and an arrangement are known, wherein the frequency to be transmitted is the beat frequency from two carrier frequencies, one or both of which are changed in the rhythm of the speech. However, this is a telephone transmitter; in which by a small change one of the partial. frequencies a strong change in the resulting frequency is to be achieved. This means a frequency modulation in contrast to the amplitude modulation in the high frequency measuring transmitter according to the invention: which is based on the object of achieving a high frequency measuring voltage with low harmonics and an independence of the modulation level with a given modulation voltage of the modulating and the modulated frequency.

Weiterhin ist es bekannt, bei einem Generator, dessen Nutzfrequenz durch die Schwebung zweier Trägerfrequenzen erzeugt wird, die Frequenz eines der beiden Hochfrequenzschwingkreise so zu verändern, daß im Tonfrequenzbereich ein Heulton von etwa -I- 5o Hz der am Schwebungssummer jeweils eingestellten Frequenz erzeugt wird. Bei dieser bekannten Anordnung handelt es sich jedoch lediglich um eine Wobbelung der durch die eine Hochfrequenzgeneratorstufe erzeug ten Trägerschwingung.It is also known, in the case of a generator, its useful frequency generated by the beating of two carrier frequencies, the frequency of one of the to change both high-frequency resonant circuits so that one in the audio frequency range Howling sound of about -I- 50 Hz of the frequency set on the beat buzzer is produced. In this known arrangement, however, it is only a wobble of the carrier oscillation generated by a high frequency generator stage.

Die Modulation könnte, falls der veränderlich abstimmbare Oszillator eine verhältnismäßig hohe und nur innerhalb kleiner Intervalle veränderliche Frequenz besitzt, auch bei diesem anstatt bei dem fest abgestimmten Oszillator vorgenommen werden. Ferner ist es bei Auftreten von Mitnahmeerscheinungen zwischen den beiden Oszillatoren möglich, nicht deren Grundschwingungen zur Überlagerung zu bringen, sondern je eine Oberschwingung derselben, bei denen das Verhältnis ihrer Ordnungszahlen und sein reziproker Wert nicht ganzzahlig sind.The modulation could, if the variable tunable oscillator a relatively high frequency that can only be changed within small intervals owns, also made with this instead of the permanently tuned oscillator will. Furthermore, it is in the event of entrainment symptoms between the two Oscillators possible not to superimpose their fundamental oscillations, but one harmonic each, in which the ratio of their ordinal numbers and its reciprocal value are not integers.

Bei dem amplitudenmodulierten Hochfrequenzmeßsender nach der Erfindung kann die Messung des Modulatonsgrades bei dem fest abgestimmten bzw. innerhalb enger Grenzen veränderbaren Oszillator erfolgen. Weiterhin ist es möglich, für alle Frequenzen eine Frequenzänderung von definiertem Absolutwert durch eine entsprechende Frequenzänderung lediglich des fest abgestimmten oder innerhalb geringer Werte veränderbaren Oszillators zu erreichen. Es ist in vielen Fällen zweckmäßig, eine solche Frequenzänderung vorzunehmen, daß der Absolutwert der Meßfrequenzänderung 9 kHz beträgt.In the amplitude-modulated high-frequency measuring transmitter according to the invention can measure the degree of modulation at the fixed or within narrower Limits changeable oscillator are made. It is also possible for all frequencies a frequency change from a defined absolute value through a corresponding frequency change only the fixed oscillator or oscillator that can be changed within low values to reach. In many cases it is advisable to make such a frequency change, that the absolute value of the measurement frequency change is 9 kHz.

Die Anordnung nach der Erfindung bietet außer der gleichzeitigen Erfüllung .der oben aufgestellten Bedingungen i und 2 folgende technischen Vorteile: r. Es kann ein großer Meßfrequenzbereich überstrichen werden, ohne daß Spulen oder andere Schwingkreiselemente umgeschaltet werden müssen, da bei geeigneter Bemessung das Verhältnis zwischen Maximal- und Minimalfrequenz beim veränderlich äbstimmbaren Oszillator wesentlich kleiner ist als am Ausgang des Meßsenders. Durch die Umgehung der Frequenzbereichumschaltung wird der Aufwand gesenkt, die Betriebssicherheit gesteigert und die Handhabung vereinfacht.The arrangement according to the invention also offers simultaneous fulfillment . of the above conditions i and 2 the following technical advantages: r. It a large measuring frequency range can be covered without the need for coils or other Oscillating circuit elements have to be switched, since with suitable dimensioning the Ratio between maximum and minimum frequency in the case of the variably tunable Oscillator is much smaller than at the output of the measuring transmitter. By bypassing The frequency range switching reduces the effort and the operational reliability increased and the handling simplified.

2. Die Verschiebung der Meßfrequenz um einen .definierten Absolutbetrag, z. B. um 9 kHz, ist durch eine konstante und von der Meßfrequenz unabhängige Verstimmung des fest eingestellten Oszillators möglich. Eine besondere Bedeutung kommt diesem Vorteil bei der periodischen Verschiebung der Meßfrequenz zum Zwecke oszilloskopischerUnter-Buchungen zu.2. The shift of the measuring frequency by a defined absolute amount, z. B. 9 kHz, is detuned by a constant and independent of the measuring frequency of the fixed oscillator possible. This is of particular importance Advantage with the periodic shift of the measuring frequency for the purpose of oscilloscopic sub-bookings to.

Bei den bisherigen ohne Überlagerung arbeitenden Meßsendern dagegen ist die prozentuale Verstimmung, .die zur Verschiebung der Meßfrequenz um einen bestimmten Absolutbetrag nötig ist, von der Meßfrequenz abhängig und muß daher beispielsweise durch Kurven für jede Meßfrequenz eigens ermittelt werden.On the other hand, in the case of the test transmitters that have worked so far without overlay is the percentage detuning,. that for shifting the measuring frequency by one certain absolute amount is necessary, dependent on the measuring frequency and must therefore, for example can be determined by curves for each measurement frequency.

In der: Zeichnung ist als Beispiel die Gliederung eines Meßsenders schematisch dargestellt. Erfindungsgemäß erzeugt der Oszillator i eine Trägerschwingung von sehr hoher Frequenz, beispielsweise 6ooo kHz, die niederfrequent moduliert werden kann. Der zweite Oszillator 2 ist veränderlich abstimmbar, beispielsweise in dem Frequenzbereich 6ioo bis 78oo kHz: Die Schwingungen der Oszillatoren i und 2 werden in einer Überlagerungsanordnung 3 zur Bildung einer Differenzschwingung benutzt, deren Frequenz je nach der Einstellung des Oszillators 2 beispielsweise zwischen ioo und iSoo kHz liegt und die niederfrequent moduliert ist. Diese Differenzschwingung wird als Meßfrequenz benutzt, andere, bei .der Überlagerung entstehende Schwingungen werden durch das Filter q. ausgesiebt; nach dem Filter q. kann noch wie bei den bekannten Anordnungen eine Endverstärkerstufe, ein Hochfrequenzspannungsteiler, ein Hochfrequenzspannungsmesser und eine künstliche Antenne angeordnet werden. Eine Verschiebung der Meßfrequenz um einen Betrag, der von der Meßfrequenz unabhängig ist, kann beispielsweise durch den Kondensator 5 erreicht werden, der den Oszillator z um einen definierten und aus der Einstellung, von 5 ablesbaren Betrag zu verstimmen hat.In the: drawing is an example of the structure of a measuring transmitter shown schematically. According to the invention, the oscillator i generates a carrier oscillation of very high frequency, for example 600 kHz, which are modulated at low frequencies can. The second oscillator 2 is variably tunable, for example in the Frequency range 6ioo to 78oo kHz: The oscillations of oscillators i and 2 are used in a superposition arrangement 3 to form a differential oscillation, the frequency of which, depending on the setting of the oscillator 2, for example between ioo and iSoo kHz and which is modulated at low frequencies. This differential oscillation is used as the measuring frequency, other vibrations that arise from the superposition are through the filter q. sifted out; after the filter q. can still be like with the known arrangements a power amplifier stage, a high frequency voltage divider, a high frequency voltmeter and an artificial antenna can be arranged. One Shifting the measuring frequency by an amount that is independent of the measuring frequency can be achieved, for example, by the capacitor 5, which is the oscillator z to detune a defined amount from the setting of 5 readable Has.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Amplitude-modulated high-frequency transducers, which supplies a measuring frequency that can be changed over a wide range, characterized by that to avoid modulation difficulties, the modulation at a fixed or oscillator whose frequency can be changed only within narrow limits is significantly higher than the highest measuring frequency, and that the actual measuring frequency as a differential oscillation from the modulated oscillations of this oscillator and the unmodulated oscillations of a second tunable oscillator is obtained. Amplitude-modulated high-frequency measuring transmitter according to Claim r, characterized in that that the measurement of the degree of modulation at the fixed or within Narrow limits changeable oscillator takes place. 3. Amplitude-modulated high-frequency transmitter according to claim z or 2, characterized in that each one harmonic of the oscillator frequencies, where the ratio of their ordinal numbers and its reciprocal value are not integral are to be superimposed. q .. amplitude-modulated high-frequency measuring transmitter according to claims z to 3, characterized in that a frequency change for all frequencies of a defined absolute value through a corresponding frequency change only of the fixed oscillator or oscillator that can be changed within narrow limits is: 5. amplitude-modulated high-frequency measuring transmitter according to claim q., characterized characterized in that the absolute value of the measurement frequency change is 9 kHz.