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Anordnung zur Unterdrückung der Seitenbänder von modulierten Trägerströmen
Bei der Übertragung von modulierten Trägerströmen werden im allgemeinen außer der
Trägerfrequenz selbst noch ein oder beide Seitenbänder übertragen,- die durch Modulation
der Trägerfrequenz mit den Modulationsfrequerizen entstanden sind. Dabei enthalten
die Seitenbänder den eigentlichen Nachrichteninhalt und in der Empfangsstation wird
normalerweise die Trägerwelle wieder demoduliert, indem ans, der Trägerfrequenz
und dem einen oder beiden Seitenbändiern die Modulationsfrequenz selbst erzeugt
wird. Für bestimmte Zwecke ist es jedoch zweckmäßig, eine Anordnung zu schaffen,
die aus einer modulierten Trägerfrequenz wieder die reine Trägerfrequenz erzeugt,
die also die Seitenbänder unterdrückt. Eine solche Unterdrückung der Seitenbänder
kann an sich durch Filter vorgenommen werden, die nur die Trägerfrequenz selbst
duichlassen und die Seitenbänder sperren. Derartige Filter sind in Trägerstromsystemen
bekannt, bei denen ein Seitenband unterdrückt werden soll. Hierbei werden jedoch
an die Filter sehr hohe Anforderungen gestellt, so daß für die Aussiehung einer
Trägerfrequenz sehr hochwertige Filter erforderlich sind. Außerdem ist eine derartige-
Aussiebung nur möglich, wenn sowohl die Trägerfrequenz als auch der Durchlaßbereich
des Filters sehr konstant ist.
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Demgegenüber wird gemäß der Erfindung eine Anordnung zur Unterdrückung
der Seitenbänder vorgeschlagen, bei der die Trägerströme über Schaltmittel fließen,
deren Kennlinie neben einem steigenden bzw. fallenden Teil Sättigungsbereiche aufweist
und deren linearer Aussteuerbereich kleiner ist als die angelegte Trägerspannung.
Schaltmittel mit einer derartigen Kennlinie sind an sich bereits bekannt. Zweckmäßig
kann man hierfür Röhren verwenden, deren Kennlinie entsprechend gewählt ist. Der
Sättigungsbereich der Röhrenkennlinien ist bereits dazu ausgenutzt worden, Amplituden
der an das Gitter 'der Röhre gelegten Wechselspannung, die einen bestimmten Wert
überschreiten, zu unterdrücken, wobei diese Amplitudenbegrenzung nicht nur zur Störbefreiung,
sondern auch bereits dazu benutzt worden ist, zwei sich durch bestimmte Amplituden
unterscheidende Modulationen eines Trägers zu trennen. Bei diesen bekannten Anordnungen.
handelt es sich aber stets darum, nur die überschreitung eines bestimmten Modulationsgrades
zu unterbinden. Im Gegensatz dazu soll durch die Erfindung jede Modulation des Trägers
von
diesem getrennt werden, so daß man den reinen Trägerstrom erhält.
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Die Erfindung soll nun im folgenden an Hand der Zeichnungen näher
erläutert werden.
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Abb. i zeigt einen aus zwei Außenstationen A und
D und zwei Verstärkerstationen B und C zusammengesetzten Sprechbezirk.
Die Station A sendet den Träger T:, der in B und ebenso auch in Station C Ampfangen,
verstärkt und eventuell demoduliert wird, während in der Außenstation D der Träger
T, nur empfangen bzw. demoduliert wird. In der entgegengesetzten Richtung sendet
die Station D den Träger T. entsprechend über die Verstärkerstationen B und C nach
der Außenstation A.
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Soll nun zum Beispiel, während A mit B ein` Gespräch führt, der Teilnehmer
C mit -D sprechen können, so wird die Modulation von A im Verstärker
von B in der durch die Erfindung angegebenen Weise unterdrückt, so daß der
Verstärker von B nur den unmodulierten Träger T1 augsendet, der in C von neuem moduliert
werden kann und in D empfangen wird. In, entgegengesetzter Richtung wird die vom
Teilnehmer D herrührende Modulation in B oder noch zweckmäßiger in C unterdrückt,
so daß der Teilnehmer in B den unmodulierten Träger von C neu modulieren kann.
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Eine einfache Anordnung zur Unterdrükkung der Modulation einer Trägerfrequenzschwingung
geht aus Abb. 2 und 3 hervor.
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Die Röhre i besitzt eine ausgeprägte Sättigung, wie sie z. B. bei
Röhren mit Wolf -ramkathodenOvorhanden ist. Es können aber auch ähnliche Kennlinien
bei den üblichen Röhren ohne ausgesprochene Sättigung erzielt werden, wenn durch
die Wahl geeigneter Anoden- und Gitterspannungen die Elektronenverteilung auf Gitter
und Anode so gesteuert wird, daß von einer bestimmten positiven Gittervorspannung
ab das starke Anwachsen des Gitterstromes ein weiteres Anwachsen des Anodenstromes
verhindert. Wichtig ist hierbei, daß der dann auftretende Gitterstrom keine oder
eine nur geringe Verlagerung des Arbeitspunktes auf der Kennlinie verursacht. Hochohmige
Gitterwiderstände müssen auf diesem Grunde vermieden werden.
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Der lineare Aussteuerbereich einer solchen Röhre muß kleiner sein
als die maximale Steuerspannung. Wird dem Gitter einer solchen Röhre eine modulierte
Trägerfrequenzspannung zugeführt, so erzielt man, wenn durch Wahl einer geeigneten
Größe der Gitterwechselspannung die Umhüllenden der modulierten Schwingung nicht
aus dem Sättigungsbereich und aus dem Sperrbereich der Kennlinie herausschwingen,
einen Anodenstrom bzw. eine Gitterwechselspannung für die folgende Verstärkerröhre
2 von der Form der Kurve in Abb. 3 b. In dieser Spannung sind außer der Grundwelle
noch Oberwellen dieser Grundwelle und Niederfrequenzteile enthalten, die in der
modulierten Schwingung vorhandenen Seitenbandfrequenzen dagegen praktisch nicht
mehr. Durch Verstärkung und Siebung der Grundwelle erhält man am Ausgang des Verstärkers
die unmodulierte Trägerfrequenz. Sollte noch eine geringe Restmodulation vorhanden
sein, so kann durch eine Reihenschaltung derartiger Anordnungen dieser Rest noch
vollkommen beseitigt werden.
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Die für die Kurve (Abb.3b) maßgebende Kennlinie ist in Wirklichkeit
nicht die statische i"/U, Kennlinie, sondern die Arbeitskennlinie der Röhre i. Sie
stimmt nur dann mit der statischen Kennlinie überein, wenn die Anodenrückwirkung
zu vernachlässigen ist, z. B. bei Schirmgitterröhren oder wenn der Anodenwiderstand
vernachlässigbar klein wird, wie in Abb.2, wo der Anodenwiderstand durch ein auf
die Trägerfrequenz abgestimmtes Kurzschlußglied L, C, klein gehalten 'wird.
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Die Anordnung der Abb.2 zeigt eine Röhre i, in der die Unterdrückung
der Seitenbänder erfolgt, und eine Verstärkerröhre 2, in der der Trägerstrom ohne
Seitenbänder verstärkt wird. Die Röhre i mag eine Gitterspannungsanodenstromkennlinie
aufweisen, wie sie in Abb. 3 a für den Anodenstrom i" angegeben ist. Im negativen
Bereich der Gitterspannung fließt dabei zunächst praktisch kein Strom, während von
einer bestimmten Gitterspannung an der Strom annähernd linear mit der Gitterspannung
ansteigt und etwa bei der Gitterspannung Null in die Sättigung übergeht. Der Gitters.pannungsbereich,
in dem ein linearer Anstieg des Stromes erfolgt, muß dabei so gewählt sein, daß
auch bei der maximalen Modulation des Trägers dieser Bereich immer voll angesteuert
wird, so daß die Amplitudenschwankungen des Trägers außerhalb dieses* lineären Bereiches
liegen.
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Die modulierte Gitterspannung rig", wird mit einer entsprechenden
Amplitude an das Gitter der Röhre i gelegt. Dadurch wird im Anodenkreis der Röhre
an dem Schwingungskreis, der aus dem Kondensator Cl und der Induktivität L1 besteht,
eine Spannung erzeugt, wie sie in Abb.3b dargestellt ist. Diese Spannung enthält
zunächst außer der Trägerspannung selbst noch verschiedene Oberwellen der Trägerspannung
und außerdem die Modulationsfrequenz selbst sowie Oberwellen von ihr. Dagegen sind
die Seitenbänder der Trägerfrequenz weitgehend unterdrückt. Da der Schwingungskreis
auf die
Trägerfrequenz selbst abgestimmt ist, entsteht an der Spüle
L, im wesentlichen nur die Trägerspannung u,., die nicht mehr moduliert ist. Diese
wird in der Röhre 2 in bekannter Weise verstärkt, gegebenenfalls von neuem moduliert
und über den Ausgangskreis L2 C2 als Ausgangsspannung rt" zu den weiteren Stationen
ausgesandt.