DE756734C

DE756734C - Schaltung zum Modulieren von Hochfrequenzschwingungen, bei welcher eines der Seitenbaender wenigstens teilweise unterdrueckt wird

Info

Publication number: DE756734C
Application number: DEN44817D
Authority: DE
Inventors: Johan Dr Haantjes
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1940-06-12
Filing date: 1941-06-11
Publication date: 1953-09-07
Also published as: GB601397A; NL63056C; US2429683A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Modulieren von Hochfrequenzschwingungen, bei welcher eines der Seitenbänder wenigstens teilweise unterdrückt wird.
Mit der Anwendung der bekannten Sendeschaltungen dieser Art ist der Nachteil verbunden, daß die Hüllkurve der vom Sender ausgesandten Schwingungen dem dem Modulator zugeführten Niederfrequenzsignal nicht ίο entspricht. Dies hat zur Folge, daß nach Empfang und Gleichrichtung eines derartigen Signals mittels eines normalen Empfängers, in dem lineare Gleichrichtung angewendet wird, Verzerrungen auftreten, die derart sind, daß der Sender für Rundfunkzwecke nicht benutzt werden kann.

In Fig. ι ist eine Trägerschwingung dargestellt, die von einer einzigen sinusförmigen Schwingung in der Amplitude moduliert ist.

In Fig. 2 ist die von der gleichen sinusförmigen Schwingung modulierte Trägerschwingung dargestellt, von der ein Seitenband unterdrückt ist. Beim Vergleich dieser beiden Figuren zeigt es sich deutlich, daß die Hüllkurven der ausgesandten Schwingungen in beiden Fällen grandverschieden sind. Beim Empfang der in Fig. 2 dargestellfen Schwingung mittels eines normalen Empfängers, bei dem lineare Gleich-

richtung angewendet wird, entspricht daher die nach Gleichrichtung erhaltene Spannung nicht der sinusförmigen Spannung, die bei dem Empfang der in Fig. ι dargestellten Schwingungen erhalten wird.

Es ist ferner bekannt, ein Seitenband nur teilweise zu unterdrücken und die niedrigen Modulationsfrequenzen normal mit zwei Seitenbändern auszusenden, während die höheren ίο Frequenzen der Modulation mit einem einzigen Seitenband (und mit größerer Modulationstiefe) ausgesandt werden. Die Trennung liegt dabei vorzugsweise in der Mitte des zu übertragenden Modulationsfrequenzbandes, wodurch die Harmonischen der mit einem einzigen Seitenband auszusendenden Modulationsfrequenzen außerhalb des ausgesandten Frequenzbandes fallen. Bei Empfang eines derartigen Signals mittels eines normalen Empfängers ist die Verzerrung geringer als bei dem Empfang eines Signals, das nur aus einer Trägerwelle und einem einzigen Seitenband besteht. Das ausgesandte Frequenzband ist jedoch nur um 25 °/₀ schmäler als bei normaler Übertragung mit zwei Seitenbändern.

Es ist bereits bekannt, die bei dem Empfang eines Senders mit Einseitenbandmodulation auftretende Verzerrung in der Weise aufzuheben, daß ein Teil der gleichgerichteten Ausgangsspannung des Senders in Gegenphase zur modulierenden Schwingung dem Eingang des Modulators zugeführt wird. Diese Sendeschaltung hat jedoch den Übelstand, daß zur Erhaltung der richtigen Phase der Gegenkopplungsspannung verwickelte Vorrichtungen nötig sind. Die Erfindung hat den Zweck, ein Modulationssystem zu schaffen, bei dem ein einziges Seitenband ganz oder teilweise unterdrückt wird und bei dem auf einfache Weise erreicht wird, daß das modulierte Signal bei linearer Gleichrichtung eine unverzerrte Niederfrequenzspannung liefert.

Das Modulieren erfolgt erfindungsgemäß in der Weise, daß die zu modulierende Schwingung einem Netzwerk zugeführt wird, zu welchem oder wenigstens zu einem Teil von welchem die Reihenschaltung eines Gleichrichters, eines für Wechselstrom überbrückten Widerstandes und die Quelle der modulierenden Schwingung parallel geschaltet ist, während die modulierte Schwingung der Reihenschaltung des Gleichrichters und des für Wechselstrom überbrückten Widerstandes entnommen wird und das genannte Netzwerk einen derartigen Verlauf der Impedanz als Funktion der Frequenz aufweist, daß für Frequenzen des zu unterdrückenden Seitenbandteiles praktisch keine Impedanz auftritt. Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.

In den Fig. 1 und 2 sind bereits besprochene Formen der Modulationshüllkurven von Schwingungen bei Zwei- bzw. Einseitenbandmodulation dargestellt;

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Schaltung gemäß der Erfindung, und

Fig. 4 stellt den Verlauf der Impedanz des Schwingungskreises der Fig. 3 als Funktion der Frequenz dar.

Bei Betrachtung der Kurve gemäß Fig. 2 zeigt es sich, daß die Hüllkurve eine Form hat, die auf das Vorhandensein einer starken zweiten Harmonischen deutet. Außerdem hat die Hüllkurve, die bei Einseitenbandaussendung eines Signals entsteht, das mit zwei Frequenzen q₁ und q₂ moduliert ist, eine Form, die auf das Vorhandensein der Kombinationsfrequenzen q_x + q₂ und q₁ — q₂ deutet.

Bei der Schaltung gemäß der Erfindung werden die zweiten Harmonischen sowie etwaige Kombinationsfrequenzen aufgehoben durch Hinzufügung einer hochfrequenten Korrektionsspannung, deren Hüllkurve die zweiten Harmonischen und etwaige Kombinationsfrequenzen der Modulationsfrequenzen enthält, in einer Phase, die derjenigen der zweiten Harmonischen und der Kombinationsfrequenzen in der Hüllkurve der Fig. 2 entgegengesetzt ist.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltung wird die zu modulierende Hochfrequenzschwingung einem Schwingungskreis zugeführt, der aus einer Selbstinduktion L und einer Kapazität C besteht. Über den Kreis LC ist ein Reihenkreis geschaltet, der aus einer Diode 2, dem Parallelwiderstand R und dem Kondensator C₁ besteht, der für die Modulationsfrequenz einen Kurz-Schluß darstellt, und der Quelle der modulierenden Schwingung 3. Die modulierte Hochfrequenzspannung kann den Ausgangsklemmen 4 entnommen werden. Der Schwingungskreis LC ist auf eine Frequenz abgestimmt, die von der Frequenz der zu modulierenden Schwingung abweicht. Der Verlauf der Impedanz als Funktion der Frequenz ist in Fig. 4 dargestellt, in der ω die Frequenz der zu modulierenden Schwingung und -p die höchste Modulationsfrequenz darstellen.

Durch Berechnung ergibt sich, daß bei der beschriebenen Schaltung, wenn die Diode 2 als Scheiteldetektor arbeitet, zwischen den Klemmen 4 ein moduliertes Signal entsteht, das die Trägerwellenfrequenz ω, die gewünschten, zwischen ω und ω + P liegenden Seitenbandfrequenzen und außerdem die Korrektionsfrequenzen ω + 2 q_t, ω + 2 q₂, ω + q_l + q₂ und ω + q_r —q₂ inthält, sofern diese Frequenzen in dem Bereich liegen, in dem der Kreis LC eine große Impedanz besitzt. Durch das Vorhandensein dieser Korrektionsfrequenzen entspricht die Hüllkurve des zwischen den Klemmen 4 auftretenden moduierten Signals praktisch der modulierenden Schwingung, so daß bei linearer Gleichrichtung nahezu keine Verzerrung auftritt. Wenn z. B.

die Frequenz q mit einer Modulationstiefe m_q auf die Trägerwelle moduliert ist, beträgt die Modulationstiefe m₂₁ für die infolge des Vorhandenseins der genannten Korrektionsfrequenz ω + 2 q größtenteils ausgeglichene zweite Harmonische zq in der Hüllkurve:

"2Q

= — m_a

-r.4-

wobei r den.inneren Widerstand der Diode, vermehrt um denjenigen der Spannungsquelle 3, Z die Sperrimpedanz des Kreises LC für Frequenzen innerhalb des durchzulassenden Frequenz^ bandes und R die Größe des Widerstandes R darstellen.

Ohne Korrektion beträgt bei Einseitenbandaussendung die Modulationstiefe für die

zweite Harmonische m_2q = —m_q ². Der Faktor

r (γ + -S-) kann von der Ordnung von ¹Z₁₀₀ sein, so daß bei iooprozentiger Modulation (Modulationstiefe = 1) die Verzerrung im erstgenannten Fall 25 °/₀ und im letztgenannten Fall 0,25 % beträgt.

Von einer Modulationsfrequenz q', die zwischen ¹I₂P und p liegt, liegt die Korrektionsfrequenz ω + zq' außerhalb des zu übermittelnden Frequenzbereiches, wo der Kreis LC eine geringe Impedanz besitzt; diese Frequenz tritt also nicht auf. Die infolge der Seitenbandunterdrückung in dem Niederfrequenzverstärker des Empfängers auftretende zweite Harmonische der modulierenden Schwingung liegt in diesem Fall jedoch ebenfalls außerhalb des zu übermittelnden Frequenzbereiches und läßt sich durch eine richtige Wahl der Frequenzcharakteristik des Niederfrequenzverstärkers leicht unterdrücken.

Ist es erwünscht, einen Teil, z. B. die tiefen Töne, des zu übermittelnden Modulationsfrequenzbereiches mit zwei Seitenbändern auszusenden, so läßt sich dies bei der Schaltung gemäß den Fig. 3 und 4 leicht dadurch erreichen, daß der Verlauf der Impedanz des Kreises LC als Funktion der Frequenz derart gewählt wird, daß der Kreis für einen Teil des Frequenzbandes von ω bis zu ω — j> entsprechend den mit zwei Seitenbändern auszusendenden Frequenzen eine erhebliche Impedanz besitzt.

Es ist selbstverständlich, daß an Stelle des Kreises LC ein verwickelteres Netzwerk angewendet werden kann, um die erwünschte steile Flanke der Impedanzkurve gemäß Fig. 4 zu erhalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zum Modulieren von Hochfrequenzschwingungen, bei der eines der Seitenbänder wenigstens teilweise unterdrückt wird und das modulierte Signal bei linearer Gleichrichtung eine unverzerrte Modulationsfrequenz liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die zu modulierende Schwingung einem Netzwerk zugeführt wird, zu welchem oder wenigstens zu einem Teil von welchem die Reihenschaltung eines Gleichrichters, eines für Wechselstrom überbrückten Widerstandes und der Quelle der modulierenden Schwingung parallel geschaltet ist, während die modulierte Schwingung der Reihenschaltung des Gleichrichters und des für Wechselstrom überbrückten Widerstandes entnommen wird und das genannte Netzwerk einen derartigen Verlauf der Impedanz als Funktion der Frequenz besitzt, daß für Frequenzen des zu unterdrückenden Seitenbandteiles praktisch keine Impedanz auftritt.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter ein als Scheiteldetektor arbeitender zweipoliger Gleichrichter ist.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden.

USA.-Patentschrift Nr. 2 048 080.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen