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Frequenzniodulationgschaltung Die Erfindung betrifft Schalttalgen-
zur Modulation der Frequenz einer elektrischen Schwingung mittels einer als Kapazität
oder Induktivität geschalteten Blindwiderstandsröhre, welcher die Modulationsspannung
aufgedrückt wird. Diese Blindwiderstandsröhre wird in an sich bekannter Weise dem
frequenzbestimmenden Schwingungskreis 'der Oszillatorstufe parallel geschaltet und
verändert die Eigenfrequenz des frequenzbestimmenden Gebildes im Rhythmus der Modulationsfrequenz
um einen von der-Modulationsainplitude abhängigen Betrag.
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Es ist bereits bekannt, eine modulationsfrequente Gegenkopplung bei
Frequenzmodülationssch.altungen mit besonderen Einrichtungen zur Konstanthaltung
der unmodulierten Trägerfrequenz anzuwenden. Diese Einrichtung arbeitet in der Weise,
daß -die Sendefrequenz mit der-Frequenz eines stabilisierten Hilfsoszillators verglichen
und durch Gleichrichtung der Differenzschwingung in einem Differentialgleichrichter
eine der Frequenzabweichung hinsichtlich Größe und Vorzeichen proportionale Regelspannung
gewonnen wird, welche dem Steuergitter der die Fretquenzmodulation bewirkenden Blindwiderstandsröhre
aufgedrückt wird und die Frequenzabweichung rückgängig macht. Eine modulationsfrequente
Gegenkopplung läßt sich dadurch erreichen, daß die in der Ausgangs-' spannung des
Differentialgleichrichters enthaltene Modulationsfrequenzkomponente nicht oder nur
teilweise unterdrückt wird. Die beschriebene Schaltung weist einen verwickelten
Aufbau auf und ermöglicht die Gegenkopplung nur mittels der zur Frequenzstabilisierung
dienenden Einrichtung. Ziel der Erfindung ist eine einfachere und nicht an eine
Einrichtung zur Frequenzstabilisierung gebundene Gegenkopplungsschaltung.
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Die Erfindung besteht darin, daß in den Stromkreis wenigstens einer
stromführenden Elektrode der Blindwiderstandsröhre ein für die Ilochfreqüenz kapazitiv
kurzgeschlossener Widerstand eingeschaltet wird, welcher be-. wirkt, .daß eine im
Rhythmus der Modulationsfrequenz schwankende Spannung auch an
denjenigen
nicht unmittelbar von der Moditlationsspannung beaufschlagten. Elektroden entsteht,
deren Strom über diesen Widerstand fließt. Diese Maßnahme, die in verschiedener
Weise angewendet werden kann, bewirkt unter anderem eine Verbesserung der Linearität
der Modulationskennlinie, eine Vergrößerung -des größtmöglichen Modulationshubes
bzw. eine Verminderung von die :Modulation , beeinträchtigenden Störungen. wie an
Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden soll. Diese Vorteile lassen
,ich durch einfache Ergänzungen der gewöhnlichen Blindwiderstandsröhrenschaltungen
erzielen.
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1n der Zeichnung sind zwei Ausführungsbe:ispiele der Erfindung dargestellt,
bei welchen die als Kapazität geschaltete Blindwi-derstandsröhre eine Penthode ist;
es ist aber auch möglich, statt der Pentliode Röhren mit mehr oder weniger Elektroden
zu verwenden. Beispiels:«-:eise kann das Bremsgitter dort, wo es nicht zur Modulation
herängezogen wird, fortfallen, während anderErseits ein zweites Schirmgitter unmittelbar
vor der Anode eingefügt und die Röhre dadurch zu einer Hexode erweitert werden kann.
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Es soll zunächst die Einschaltung eines Widerstandes in den Schirmgitterstromkreis
betrachtet werden. In :'1bb. i bedeutet i die Blindwiderstandsröhre, welche eine
mittelbar geheizte Kathode 2, ein Steuergitter 3, ein Schirnigitter.4, ein Bremsgitters
und eine Anode ä enthält. Die * Anoden-Kathoden-Strecke dieser Röhre ist in an sich
bekannter Weise dem frequenzbestimmenden Schwingungskreis 7 der im übrigen nicht
dargestellten Oszillatorstufe parallel geschaltet. Um die zur Erzeugung eines Blindwiderstandes
zwischen Anode und Kathode erforderliche Phasenverschiebung von 9o° zwischen der
Anodenwechselspannung -und. der Stenergitterwechselspannung zu erzeugen, ist die
Anode mit dem Steuergitter durch einen Kondensator ä und letzteres mit der Kathode
durch einen Widerstand 9 verbunden. Dem Steu°rgitter wird aus einer kapazitiv überbrückten
Spannungsquelle io eine den Arbeitspunkt festlegende negative Vorspannung erteilt.
Dem Bremsgitter 5 wird außer der von der Vorspannungsquelle i i gelieferten negativen
Vorspannung die zwischen den Klemmen 12 angelegte Modulationsspannung zugeführt.
In den Stromkreis des Schirmgitters 4 ist erfindungsgemäß ein Widerstand 13 eingeschaltet,
der für die Hoohfrequenz durch den Kondensator i4 kurzgeschlossen wird und wirksam
ist. Durch..die Einschaltung des Widerstandes 13 in den Schirmgitterstromkreis wird
einerseits eine Verbesserung der L inearität der Modulation skennlinie und andererseits
eine wesentliche Vergrößerung des Frequenzhubes erzielt. Die Vergrößerung dus Frequenzhubes
wird dadurch ermöglicht, 1a 13 der Widerstand 13 die Überlastung des Schirmgitters
verhindert.
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Es ist bekannt, zwei Blindwiderstandsröhren in Gegentaktschaltung
zu verwenden, hier Gegentakt bezüglich Hoch- und Niederfrequenz. In diesem Fall
ergeben sich iiiidie Einschaltung eines Vorsclialtwiderstand#-; in den Schirnigitterstromkreis
verscliierlcne Möglichkeiten. Man kann den Schirmgitte-rstrorn beider Röhren durch
einen einzi:;eil Widerstand schicken oder in den Schi°:ilgitterstromkreis einer
jeden Röhre einen besonderen Widerstand legen. In beiden ällen bewirkt die Einschaltung
des `@'idertaiides bzw. der Widerstände in die Schirmgitt=lstrotnkreise eine Erhöhung
des maximalen Frequenzhubes ohne Überlastung des Schirmgitters. Es ist ohne weiteres
einzusehen, dall die Spannung der Sclrirmgitterstroniduelle um den Betrag des mittleren
Spannungsabfalles an dein Widerstand 13 erhöht we:.den muß gegenüber einer Schaltung.
«-elche diesen Widerstand nicht enthält.
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Die Einschaltung des Widerstandes 13 Ml den Schirrngitterstromkreis
bewirkt auch dann eine wenn auch geringere Verbesserung der Linearität der Modulationsl:einiliair.
wenn die Modulationsspannung nicht dein Bre-ms.gitter, sondern dem Steuergitter
aufgedrückt wird. In diesem Fall verbindet r_ian das Bremsgitter 5 mit o der Kathode
und rührt die Modulationsspannung in Reihe mit der von der Steuergittervorspannungsquelle
io gelieferten Spannung dem Steuergitter 3 zu. Die Spannung der Schirmgitterspannungsquelle
muß auch in diesem Fall um den an dem Vorschaltwiderstand 13 entst,hendeu Ruhespannungsabfall
erhöht werden. Im Fall einer Gegentaktschaltung ist ebenfalls die Verwendung eines
gemeinsamen Schirmgittervorschaltwiderstandes oder von zwei getrennten Vorschaltwiderständen
möglich.
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Die Steuerung von nicht unmittelbar an die Modulationsspannungsquelle
angeschlossenen Elektroden durch einen Vorschaltwiderstand kann auch durch Einschaltuni
eines solchen Widerstandes in den Kathoden-Stromkreis der Blindwiderstandsröhre
erfolgen. Dieser Widerstand wird vom Gesaintentfadu.ngsstrom der Röhre durchflossen.
Ein Ausführungsbeispiel ist in Abb. 2 dargestellt. In dieser sind Bestandteile,
die mit solchen der Abb. i übereinstimmen, mit demselben Bezugszeichen versehen.
An die Stelle des Schirmgitterwiderstandes tritt der Kathodenwiderstand 15, welcher
mit einem Kondensator ih überbrückt ist. Die NIodtilationsspannung wird an den Klemmen
17 dein
Steuergitter zugeführt. An dem Widerstand 15 entsteht eine
Gleichspannung, die den Arbeitspunkt in bezug auf das Steuergitter festlegt. Es
ist natürlich möglich, diese Gleichspannung durch eine in Reihe geschaltete Vorspannungsquelle
zu ergänzen. Wenn der Nebenschlußkondensator 16 so bemessen ist, daß er lediglich
die Hochfrequenz kurzschließt, die Modulationsfrequenz jedoch nicht merklich schwächt,
so tritt an dem Kathodenwiderstand 15 eine modulationsfrequente Gegenkopplungsspannung
auf. Diese bewirkt außer einer Verbesserung der Linearität der Modulationskennlinie
vor allem eine Vergrößerung der zur Erzielung eines bestimmten Frequenzhubes erforderlichen
Modu- -lationsspannung. Dieser Umstand ist jedoch kein Nachteil, sondern sogar ein
Vorteil für den praktischen Betrieb, weil er den Einfluß von Störspannungen, welche
unbeabsichtigt an das Steuergitter der Blindwiderstandsröhre gelangen, herabsetzt.
Bei dien üblichen Pen-, thoden mit großer Kennliniensteilheit genügt meistens bereits
eine Spannungsänderung um wenige Zehntel Volt am Steuergitter, um den für eine Nachrichtenübermittlung
,erforderlichen Frequenzhull zu erzeugen. Infolgedessen würden Störspannungen, welche
in dieser Größenordnung leicht an das Steuergitter gelangen, sich genau 'so stark
auf die Oszi.llatorfrequ.enz auswirken wie die Nutzmodulationsspannung. Durch die
Einschaltung des Kathodenwiderstandes 15 wird der Modulationsspannungsbedarf z.
B. auf den doppelten Wert und mehr erhöht, so daß ein günstigeres Verhältnis zwischen
der aufzubringenden Modulationsspannung und der Störamplitude entsteht. Man kann
die Größe der Gegenkopplung unabhängig von der Größe des Widerstandes 15, der mit
Rücksicht auf die gewünschte Gittervorspannung bemessen wird, auch dadurch verringern,
daß der Nebenschlußkondensator 16 eine so große Kapazität erhält, daß er auch die
Modulatiönsfrequenz merklich @durchläßt.
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Im Fall einer Gegentaktschaltung von Blindwiderstandsröhren besteht
die Möglichkeit, den Kathodenwiderstand in den gemeinsamen Entladungsstromkreis
beider Röhren einzuschalten oder jeder Röhre einen besonderen Kathodenwiderstand
zuzuordnen. Welche dieser beiden Möglichkeiten man wählt, hängt einerseits von der
Eigenart der verwandten Röhrentypen und andererseits von der gewünschten Beeinflussung
der Modulationskennlinie ab.
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Der Kathodenwiderstand 15.läßt sich auch dann mit Vorteil anwenden,
wenn die Modulationsspannung nicht dem Steuergitter 3, sondern, wie in Abb. z, dem
Bremsgitter 5 zugeführt wird. An dem Kathodenwiderstand 15 bildet sich wieder ein
den Arbeitspunkt des Steuergitters bestimmender Gleichspannungsabfall aus. Die gegenkoppelnde
Wirkung ist geringer als im Fall der Steuergitter-Modulation.
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EJ besteht die Möglichkeit, Vorschaltwiderstände gleichzeitig
sowohl in den Sehirmgitterstromkreis als auch in den Kathodenstromkreis einzuschalten.
Wird in einem solchen Fall die Modulationsspannung dem Steuergitter zugeführt, so
unterstützen die Widerstände im Kathoden- und im Schirmgitterstromkreis einander
hinsichtlich einer Vergrößerung der Modulationsspannungen und einer Verbesserung
der Linearität. Wünscht man die Größe der durclj- den Kathodenwiderstand 15 erzeugten
Gegenkopplung zu verkleinern, so kann .man diese durch Verwerndung eines auch für
die Modulationsfrequenz mehr oder weniger durchlässigen Nebenschlußkondensator 16
erzielen.
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Führt man die Modulationsspannung dem Bremsgitter zu, so arbeiten
die Spannungsabfälle am Kathodenwiderstand und am Soh,irmgitterwiderstand einandeT
hinsichtlich der Beeinflussung des Frequenzhubes entgegen. Ihre Gesamtwirkung hat
man durch Wahl der Einzelwiderstände in der Hand.