DE758654C - Schaltungsanordnung zur Zeitmodulation von Impulsen - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Zeitmodulation von Impulsen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Zeitmodulation von Impulsen. Bei der Zeitmodulation werden die zu übertragenden Zeichen oder Schwingungen durch Änderungen der Zeitdauer von Impulsen gleicher Amplitude ausgedrückt. Die Zeitmodulation hat vor der Amplitudenmodulation-den Vorteil voraus, daß sie weniger störanfällig ist, weil Störsignale durch Verwendung von Amplitudenbegrenzern ausgesiebt werden können. Aus diesem Grunde kommt die Zeitmodulation vor allem auch für Fernsehen und Bildfunk in Frage.
• Zur Umwandlung einer amplitudenmodufierten Schwingung oder Wechselspannung in eine zeitmodulierte Impulsfolge geht man meistens folgendermaßen vor: Man verwendet eine Entladungsröhre, welche durch die aufsteigende Front einer Spannung mit trapezförmigem Verlauf gezündet wird, während die abfallende Spannungsfront den Strom wieder zum Erlöschen bringt. Jedem trapezförmigen Spannungsabschnitt entspricht daher ein annähert rechteckiger Stromimpuls. Wird nun der trapezförmigen Spannung die Modu-. lationsspannung überlagert, so ändert sich der Zeitunterschied zwischen dem Zünden und Löschen des Stroms durch -die Entladungsröhre in einem von der Amplitude der Modulationsspannung abhängigen Masse. Wenn man die zeitmodulierten Impulse gleichzeitig zur Synchronisierung irgendwelcher Vorgänge, z. B. des Abtastvorgangs beim Fernsehen, verwenden will, ist es notwendig, daß mindestens eine Front der zeitmodulierten Impulse zeitlich feststeht, d. h. durch die Zeitmodulation nicht verschoben wird. Man muß also verlangen, daß der Zeitabstand zwischen den vorderen oder den hinteren Fronten aufeinanderfolgender Impulse von der Zeitmodulation selbst unabhängig ist und unverändert bleibt. Diese Forderung ist bei dem vorhin erwähnten bekannten Verfahren zur Zeitmodulation nicht erfüllt. Man könnte eine Verbesserung dadurch herbeiführen, daß man das Zünden und Löschen der den Impuls liefernden Entladungsstrecke mit einer sägezahnförmigen Spannung bewirkt,- deren eine Front sehr steil abfällt, d. h. eine sehr kleine Zeitkonstante hat. Aber selbst hierbei tritt eine zeitliche Verschiebung -der durch -diese Flanken der Sägezahnspannung erzeugten Impulsfront ein, welche ein Schwanken des Synchronisierungsvorgangs im Takte der Modulationsspannung herbeiführt. Daher sind .zeitmodulierte Impulse dieser Art nicht gleichzeitig als Synchronisierungsimpulse zu gebrauchen.
• Ein weiterer Nachteil des erwähnten Zeitmodulationsverfahrens besteht darin, daß der Modulationsgrad nach oben hin stark begrenzt ist. Als Modulationsgrad soll das Verhältnis der durch die Modulation bewirkten Änderung der Impulslänge zur Dauer des unmodulierten Impulses bezeichnet werden. In Abb. z bezeichnet a die Länge des unmodulierten Impulses und m die durch die Zeitmodulation bewirkte Änderung der Impulslänge; der Modulationsgrad ist also das Verhältnis Wenn man gemäß Abb. 2 annimmt, daß die sägezahnförmige Wechselspannung, der die Modulationsspannung überlagert wird, einen senkrecht aufsteigenden und einen verhältnismäßig flach: absteigenden Ast besitzt, die am Scheitel den Winkel a einschließen, und wenn man mit ic denUnterschied zwischen derZündspannung u, und der Löschspannung ui bezeichnet, so ist die kleinstmögliche Länge des Impulses t"=i,l= i! tg «. Um eine bestimmte Grundlänge des unmodulierten Impulses zu erhalten, ist ein bestimmter Winkel x erforderlich, und dadurch ist gleichzeitig t.i,t und der Modulationsgrad bestimmt. Die Erfindung vermeidet die verschiedenen Nachteile der Zeitmodulationsverfahren.
• Es ist auch bekannt, einen zeitmodulierten Impuls mit feststehender Rückfront und veränderlicher Vorderfront dadurch zu erzeugen, i daß für einen Kondensator ein Aufladestromweg und zwei parallel liegende Entladestromwege vorgesehen werden. Der eine Entladestromweg enthält eine Bildhelligkeitsspannung sowie einen Arbeitswiderstand, an dem die zeitmodulierten Impulse abgenommen werden sollen, und der andere Entladestromweg eine konstante Steuerfrequenz. Außerdem ist in jedem der Entladestromwege noch eine Glimmlampe vorgesehen. Diese Anordnung arbeitet in der Weise, daß mittels des zweiten Entladestromweges der erste kurzgeschlossen wird. Auch mit dieser Anordnung sind nurgeringe Modulationsgradezuerhalten.
• Gemäß der Erfindung soll zur Zeitmodulation von Impulsen mit unveränderlicher Vorder- oder Rückfront zu einem Primärimpuls konstanter Länge ein phasen- oder zeitmodulierter Sekundärimpuls entgegengesetzter Polarität addiert werden, wobei der Primär- und der Sekundärimpuls nur teilweise zeitlich zusammenfallen, und es soll der Summenimpuls einer Amplitudenbegrenzungsstufe zugeführt werden, derart, daß nur derjenige Teil des Primärimpulses die Amplitudenbegrenzungsstufe passiert, auf den kein Teil des Sekundärimpulses fällt.
• Der Erfindungsgedanke. soll nunmehr unter Bezugnahme auf Abb. 3 bis 8 der Zeichnung näher erläutert werden. Ein Primärimpuls, der unmoduliert ist, soll eine Anordnung synchronisieren, die einen Sekundärimpuls erzeugt, der eine demselben Primärimpuls entgegengesetzte Polarität besitzt und entweder zeitmoduliert oder phasenmoduliert wird; dies bedeutet, daß entweder die Dauer des Sekundärimpulses oder die Phasenlage des Sekundärimpulses in bezug auf den Primärimpuls in Abhängigkeit von einer Modulationsspannung geändert werden soll. Durch Addition dieser beiden Impulse ergibt sich dann der Summenimpuls. Die Addition erfolgt zweckmäßig in einer Röhre mit einem oder mehreren Gittern. In Abb. 3 bezeichnet a den Primärimpuls und b den Sekundärimpuls. Der Summenimpuls c besteht aus zwei Impulsen c' und c' verschiedener Polarität. Wenn man den Summenimpuls einem geeignet vorgespannten Gitter einer Röhre zuführt, kann man erreichen, daß im Ausgangskreis dieser Röhre nur der Impulsteil c' vorhanden ist und der Impulsteil c" völlig verschwindet. Dasselbe kann man auch erreichen, wenn man die beiden Impulse a und b verschiedenen ; Gittern einer Mehrgitterröhre aufdrückt.
• Abb. d. zeigt den Fall, daß der Sekundärimpuls b zeitmoduliert ist. Der Abschnitt d des Sekundärimpulses bezeichnet die durch die Zeitmodulation herbeigeführte Änderung der Impulsdauer. Der nach der Addition und der Unterdrückung des zweiten Teils des Summenimpulses übrigbleibende Impuls c' ist um den Abschnitt e kürzer als der Primärimpuls a; e stellt infolgedessen die Modulation des Primärimpulses dar. Es ist ohne weiteres einleuchtend; daß man einen in gleicher Weise zeitmodulierten Summenimpuls auch dann erhält, wenn nicht die Dauer des Sekundärimpulses b, sondern nur dessen Phasenlage zum Primärimpuls a durch die Modulation geändert wird.
• Aus Abb. _3 und 4 ist zu sehen, daß die Vorderfront des Restimpulses c stets mit der Vorderfront des Primärimpulses a zusammenfällt und somit von der Zeitmodulation unabhängig ist. Sofern die Primärimpulse a in regelmäßiger Folge und mit gleichmäßigem Zeitabstand der Impulsfronten auftreten, ist es auch bei den zeitmodulierten Restimpulsen c' der Fall. Aus den Abb. 3 und 4 ist auch zu sehen, daß nunmehr eine rooo/oige Zeitmodulation möglich ist, da die bei den bekannten Verfahren bestehenden einschränkenden Voraussetzungen wegfallen.
• In Abb. 5 ist eine zur Ausführung des Erfindungsgedankens geeignete Schaltung dargestellt. Den Eingangsklemmen E werden die Primärimpulse in Gestalt von positiven, rechteckigen Impulsen zugeführt; positiv sind die Impulse, weil sie die Spannung der Elektrode, welcher sie zugeführt werden, in positiver Richtung verschieben. Die rechteckigen Primärimpulse werden durch das aus dem Widerstand R und der Ouerkapazität C bestehende Verzögerungsglied in sägezahnförmige Spannungsimpulse umgeformt, die in Abb. 6 zu sehen sind, und dem Gitter g2 der Kippröhre K zugeführt. Die Kippröhre enthält eine Kathode, k, eine Anode a und dazwischen zwei Gitter 9l und g2. Das Gitter g1 ist einerseits über einen Kondensator C1 mit dem Gitter 92 und anderseits über einen Widerstand W1 und eine positive Spannungsquelle Ui mit der Kathode verbunden. Im Stromkreis des Gitters 92 liegen in Reihe ein Widerstand W2, die Sekundärwicklung eines Transformators T und eine negative Vorspannungsquelle U2. Im Ruhezustand ist der Anodenstrom der Kippröhre K gesperrt. Sobald dem Gitter g2 ein Spannungsstoß zugeführt wird', welcher die Zündspannung u, überschreitet, springt der Anodenstrom i, in Abb. 6 auf seinen Höchstwert an und fließt während einer Zeit t1, bis sich die Röhre von selbst wieder verriegelt. Maßgebend für die Dauer des Anodenstromflusses ist die Zeitkonstante der im Gitterkreis liegenden Schaltelemente. Die Vorspannung U2 des Gitters g2 ist so gewählt, daß die Röhre verriegelt ist, d. h. die Zündspannung uz nicht erreicht wird. Überlagert man der Vorspannung U2 den sägezahnförmigen Primärimpuls, so wird im Anodenstrofkreis der Kippröhre K, wie Abb. 6 zeigt, ein' rechteckiger Stromimpuls von der Zeitdauer t1 ausgelöst. Wird dem sägezabnförmigen Primärimpuls die Modulationsspanuung aufgedrückt oder wird der säg@eza',hnförmige Primärimpuls mit der Modulatiorisspailnung moduliert, - so tritt die Zündung der Kippröhre K an einer anderen Stelle des ansteigenden Astes der Sägezahnküri7e'auf, was man an Hand der Abb. 7 ohne weiteres erkennt. Dort ist angenommen, dä.ß durch eine zusätzliche Spannung LT., die an der Stelle des Übertragers T in den Stromkreis des Gitters g, eingeführt wird, eine Erhöhung der Sägezahnspannung eintritt. Die Zündung des Anodenstroms i" findet infolgedessen in einem früheren Zeitpunkt statt, während die Dauer des im Anodenstromkreis der Kippröhre K fließenden Impulses unverändert t1 bleibt. Im praktischen Fall ist die Spannung Um die Modulationsspannung, welche über den Transformator T dem Gitter g2 aufgedrückt wird. Die am Anodenwiderstand W3 der Kippröhre K auftretende Spannung hat den in Abb. 8 dargestellten Verlauf. Diese Sekundärimpulse werden einem Gitter der Röhre M zugeführt, deren anderem Gitter die Primärimpulse von den Eingangsklemmen E aufgedrückt werden. Um eine Rückwirkung von der Röhre M auf den Eingangskreis E zu vermeiden, kann in die Zuleitung der Primärspule zur Röhre 1f1 ein Verstärker h eingeschaltet werden. Wenn man den beiden Gittern der Röhre sIT geeignete Vorspannungen gibt, kann man erreichen, daß an den Ausgangsklemmen <A ein Summenimpuls entsteht, dessen eine Front zeitlich feststeht, während die Lage der anderen von der Zeitmodulation beeinflußt ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltungsanordnung zur Zeitmodulation von Impulsen mit unveränderlicher Vorder- oder Rückfront, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem Primärimpuls konstanter Länge ein phasen- oder zeitmodulierter Sekundärimpuls entgegengesetzter Polarität addiert wird, der Primär- und der Sekundärimpuls nur teilweise zeitlich zusammenfallen und der Summenimpuls einer Amplitudenhegrenzungsstufe zugeführt wird, derart, daß nur derjenige Teil des Primärimpulses die Amplitudenbegrenzungsstufe passiert, auf den kein Teil des Sekundärimpulses fällt. a. Schaltungsanordnung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß beide Impulse verschiedenen Gittern einer Mehrgitterröhre zugeführt werden. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß beide Impulse addiert und einem derart vorgespannten Gitter einer Entladungsröhre zugeführt werden, daB im Anodenstromkreis nur ein dem durch den zeitmodulierten Impuls nicht kompensierten Teil des Impulses konstanter Länge entsprechender Summenimpuls entsteht. Zur Abgrenzung,des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 5.U398; »Telegraphen-. Fernsprech- und Funktechnik« 1937, S. I:1.7 ff.