DE759376C

DE759376C - CIRCUIT FOR GENERATING AMPLITUDE-MODULATED VIBRATIONS WITH GOOD EFFICIENCY

Info

Publication number: DE759376C
Application number: DE1940759376D
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Steimel
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1940-01-24
Filing date: 1940-01-24
Publication date: 1944-06-12

Description

PA. 50128 23.1.40PA. 50128 23.1.40

TelefunkenTelefunken

Gesellschaft für drahtlose Telegraphie m.b.H. Berlin-Zehlendorf, OstewegSociety for wireless telegraphy m.b.H. Berlin-Zehlendorf, Osteweg

Pt.Dr.Iix/Schu Berlin-Zehlendorf, den I9.Januar 194-0Pt.Dr.Iix / Schu Berlin-Zehlendorf, January 19, 194-0

Schaltung zur Erzeugung amplitu^gffinodulierter Schwingungen mit gutem WujjptfngsgradCircuit for generating amplitude-finodulated oscillations with a good degree of Wujjptfngsgrad

Die Erfindung betrifft eine mit gutem Wirkungsgrad arbeitende Modulationsschaltung zur Erzeugung amplitudenmodulierter Schwingungen.The invention relates to a modulation circuit which operates with good efficiency for generating amplitude-modulated vibrations.

Zu den mit gutem Wirkungsgrad arbeitenden Modulationsschaltungen gehört die sog. Gegentakt-B-Modulationsschaltung. Bei dieser wird der Anodengleichspannung für die die mittlere Trägerleistung liefernde und dauernd mit gutem Wirkungsgrad arbeitende Hochfrequenzröhre eine Moduistionswechselspannung überlagert, die von einem in Gegentakt-B-Schaltung arbeitenden Röhrenpaar erzeugt und durch einen Transformator in den Anodenkreis der Hochfrequenzröhre übertragen wird. Bei dieser Anordnung ist bei 100-prozentiger Modulation jede Modulatorröhre mit der halben TrägerIeistung belastet. Die Modulatorröhren können deshalb kleiner sein als die Hochfrequenzröhre. Die Verwendung von verschiedenartigen Röhren in der Endstufe eines Senders hat jedoch den Nachteil, dass die einzelnen Röhren nicht gegeneinander ausgewechselt werden können und dass mehr Röhrentypen auf Lager gehalten werden müssen, was besonders für bewegliche Sta-The so-called push-pull B modulation circuit is one of the modulation circuits that work with good efficiency. With this one will the anode DC voltage for the high-frequency tube, which delivers the average carrier power and continuously works with good efficiency a modulation alternating voltage superimposed on that of a push-pull B-circuit working pair of tubes and transmitted by a transformer to the anode circuit of the high-frequency tube will. With this arrangement, at 100 percent modulation, every Modulator tube loaded with half the carrier power. The modulator tubes can therefore be smaller than the high frequency tube. However, the use of different types of tubes in the output stage of a transmitter has the disadvantage that the individual tubes are not against each other can be exchanged and that more types of tubes have to be kept in stock, which is particularly important for movable sta-

411467 24.6.40411467 6/24/40

TELEFUNKEN Dr.Lx/Schu ^TAG 22.Juni 194Ό blahTELEFUNKEN Dr.Lx / Schu ^DAY June 22nd, 194Ό blah

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Beschreibungserganzung (einzufügen auf Seite 2 hinter Zeile 15)Description completion (to be inserted on page 2 after line 15)

Γ:Γ:

Bs ist ferner bekannt, dem Leistungsverstärker für die modulierte Hochfrequenz eine sich im Modulationstakt ändernde Anodengleichspannung zuzuführen und diese Massnahme mit einem mit Trägersteuerung arbeitenden Modulationsverfahren (Hapug-Modulation) zu kombinieren. Demgegenüber bezweckt die Erfindung, durch Änderung der Vorspannung einer Niederfrequenzröhre eine Verzerrung der Modulation zu vermeiden. / It is also known to supply the power amplifier for the modulated high frequency with an anode DC voltage that changes in the modulation cycle and to combine this measure with a modulation method (Hapug modulation) that works with carrier control. On the other hand, the invention aims to avoid distortion of the modulation by changing the bias of a low frequency tube. /

TELEFU!TELEFU!

Gesellschaft füijfcdfßiose Telegraphie b. H.Telegraphy Society b. H.

tionen sehr wichtig ist. Würde man, um diese Hachteile zu vermeiden, als Modulatorröhren die gleiche Röhrentype verwenden, die zur Erzeugung der Trägerleistung dient, so wären die Modulatorröhren schlecht ausgenützt und die Gegentakt-B-Modulatorschaltung, die ja gerade zur Steigerung des Wirkungsgrades ausgearbeitet worden ist, sinnlos. Der Ausweg, zur Erzeugung der Trägerleistung zwei parallel oder in Gegentakt arbeitende Röhren halber Leistung zu verwenden, ist wegen des Schaltungsaufwandes ebenfalls unbequem; auch bilden die zur Parallelschaltung erforderlichen· Leitungen häufig die Ursache von Störschwingungen. Die bekannte Verwendung einer einzigen, im Α-Betrieb arbeitenden Modulatorröhre führt wieder zu einem schlechten Wirkungsgrad der Gesamtstufe. Die Erfindung löst die Aufgabe, eine Modulationsschaltung zu schaffen, welche zur Erzeugung der Trägerleistung und als Modulator Röhren gleicher Grosseis very important. In order to avoid these disadvantages, one would If the modulator tubes use the same tube type that is used to generate the carrier power, then the modulator tubes would be poorly used and the push-pull B modulator circuit, which has just been worked out to increase efficiency, pointless. The way out, to generate the carrier power two in parallel or to use half-power tubes working in push-pull is also inconvenient because of the circuit complexity; also make up the lines required for parallel connection are often the cause of spurious vibrations. The well-known use of a single, Modulator tube operating in Α mode again leads to poor efficiency of the overall stage. The invention solves that Task to create a modulation circuit, which to generate the carrier power and as a modulator tubes of the same size

enthält und trotzdem mit gutem Wirkungsgrad arbeitet. / /contains and still works with good efficiency. / /

Die Erfindung besteht in einer Modulationsschaltung, bei welcher eine Hochfrequenzröhre, deren Steuergitter entweder eine amplitudenmodulierte Hochfrequenzspannung erhält oder die unmodulierteThe invention consists in a modulation circuit in which a high-frequency tube, the control grid of which is either an amplitude-modulated Receives high frequency voltage or the unmodulated

So/So/

Hochfrequenz und die Modulationsfrequenz/zugeführt wird, -&©«. dass die Amplitudenmodulation in dieser Röhre selbst stattfindet, im unmodulierten Zustand, also bei Abgabe der mittleren Trägerleistung, im Grenzbetrieb zwischen unterspanntem und überspanntem Zustand arbeitet und die Steuergittervorspannung einer Niederfrequenzröhre gleicher Leistung, die eine zusätzliche Anodenspannung für die Hochfrequenzröhre erzeugt, mit steigendem Mittelwert der Modulationsamplitude (Dynamik) von einem in der Nähe des unteren Kennlinienknicks liegenden Wert aus in positiver Richtung geändert wird.High frequency and the modulation frequency / is supplied - & © «. that the amplitude modulation takes place in this tube itself, im unmodulated state, i.e. with delivery of the average carrier power, in borderline operation between under-tensioned and over-tensioned state works and the control grid bias of a low-frequency tube of the same power, which provides an additional anode voltage for the high-frequency tube generated, with increasing mean value of the modulation amplitude (dynamics) from one near the lower curve bend is changed in the positive direction.

Die weitere Erläuterung der Erfindung soll anhand der Zeichnung ge-The further explanation of the invention will be based on the drawing

geben werden. In dieser bezeichnet 1 die Hochfrequenzröhre, welche die mittlere Träger leistung abgibt und mit gutem Wirkungsgrad arbeitet. Um letzteres zu erreichen, wird die Röhre an der Grenze zwischen überspanntem und unterspanntem Zustand betrieben. Die Anodengleichspannung wird dabei bis zur Sattigungsspannung ausgesteuert} die sog. Restspannung ist also klein. Die Niederfrequenzröhre oder "Modulatorröhre" 2 soll von der gleichen Type sein wie die Hochfrequenzröhre 1. Die Hochfrequenzröhre 1 arbeitet fremdgesteuert, d.h. es rerden ihrem Gitterkreis Hochfrequenzschwingungen von einem Steuersender zugeführt. Ausserdem wird dem Gitter der Hochfrequenzröhre 1 von der Sekundärwicklung 7b des weiter unten nochmals erwähnten Modulationstransformators 7 die Modulationsspannung aufgedrückt, so dass eine Gitterspannungsmodalation in der Hochfrequenzröhre 1 stattfindet! natürlich ist auch eine andere Art der Gittermodulation, z.B. die Gitterstrommodulation, zulässig. Die modulierte Hochfrequenz wird über einen Anodenkreis 3 an einen Nutzkreis, z.B. die Antenne 4, abgegeben.will give. In this, 1 denotes the high-frequency tube, which the average carrier power emits and with good efficiency is working. In order to achieve the latter, the tube is operated on the border between the overstretched and underexposed state. the DC anode voltage is controlled up to the saturation voltage} the so-called residual stress is therefore small. The low frequency tube or "modulator tube" 2 should be of the same type as the high-frequency tube 1. The high-frequency tube 1 works externally, i.e. high-frequency vibrations are fed to your grid circuit from a control transmitter. In addition, the grid is the High-frequency tube 1 from the secondary winding 7b of the modulation transformer 7 mentioned again below, the modulation voltage pressed so that a lattice stress modalation in the High frequency tube 1 takes place! Of course, another type of grid modulation, e.g. grid current modulation, is also permissible. The modulated high frequency is emitted via an anode circuit 3 to a useful circuit, e.g. the antenna 4.

Dem Eingangskreis der Niederfrequenzröhre 2 wird ebenfalls die Modulationsspannung von der Sekundärwicklung 7a des Modulationsfransformators 7 zugeführt. Im Anodenkreis der Niederfrequenzröhre 2 liegt in an sich bekannter Weise die Primärseite des Transformators, der im Beispielsfalle als Autotransformator 5 ausgebildet ist. Die Sekundärwicklung dieses Transformators bzw. der zweite Wicklungsabschnitt des Autotransformators liegt im Anodenkreis der Hochfrequenzröhre 1, so dass die sich dort ausbildende modulationsfrequente Wechselspannung sich der Anodengleichspannung überlagert. Das Gitter der Niederfrequenzröhre 2 erhält durch eine geeignete Spannungsquelle 6 eine solche Vorspannung, dass der Ar-The input circuit of the low frequency tube 2 also receives the modulation voltage from the secondary winding 7a of the modulation transformer 7 supplied. The primary side of the transformer is located in the anode circuit of the low-frequency tube 2 in a manner known per se, which is designed as an autotransformer 5 in the example is. The secondary winding of this transformer or the second The winding section of the autotransformer lies in the anode circuit of the high-frequency tube 1, so that the modulation frequency that forms there AC voltage is superimposed on the anode DC voltage. The grating of the low frequency tube 2 is given by a suitable Voltage source 6 such a bias that the ar-

beitspunkt in der Nähe des unteren Kennlinienknicks liegt und die Niederfrequenzröhre mit kleinem Ruhestrom arbeitet. Auf diese Weise liefert die Niederfrequenzröhre lediglich während der positiven Modulationshalbperioden eine Zusatzspannung zur Anodengleichspannung der Hochfrequenzröhre 1, während sie in den negativen Modulationshalbperioden praktisch gesperrt ist. Die Anodenspeisespannung der Hochfrequenzröhre 1 ist daher während der negativen Modulationshalbperiode konstant und nimmt -während der positiven Modulationshalbperiode zu.operating point is close to the lower bend in the characteristic curve and the low-frequency tube works with a small quiescent current. In this way, the low frequency tube only delivers during the positive Modulation half-cycles an additional voltage to the anode DC voltage the high frequency tube 1 while in the negative Modulation half-periods is practically blocked. The anode supply voltage of the high-frequency tube 1 is therefore during the negative Modulation half cycle constant and increases during the positive modulation half cycle.

Die bis hierher beschriebene Schaltung würde jedoch nicht verzerrungsfrei arbeiten. Man könnte zwar für die positiven Modulationshalbperioden einen linearen Verlauf der Modulationskennlinie erzielen, jedoch würde sich während der negativen Modulationshalbwellen eine beträchtliche Abweichung vom linearen Verlauf ergeben.However, the circuit described up to this point would not be free of distortion work. A linear course of the modulation characteristic could be achieved for the positive modulation half-periods, however, there would be a considerable deviation from the linear course during the negative modulation half-waves.

Diese Abweichung lässt sich durch folgende Überlegung erklären: Die im Anodenkreis der Hochfrequenzröhre 1 liegende Niederfrequenzinduktivität 5 hat das Bestreben, den in die Röhre 1 fliessenden Anodenstrom konstant zu halten. Wenn die Röhre 1 heruntergesteuert wird, folgt der Anodenstrom dem niederfrequenten Steuer-Vorgang nicht in vollem Masse, da von der Niederfrequenzinduktivität Strom nachgeliefert wird. Um diesen Nachteil zu beseitigen und mit der dargestellten Schaltung einen verzerrungsfreien Betrieb zu ermöglichen, wird erfindungsgemäss eine Verlagerung des Arbeitspunktes der Niederfrequenzröhre 2 vorgenommen. Es ist be-This deviation can be explained by the following consideration: The low-frequency inductance in the anode circuit of the high-frequency tube 1 5 strives to keep the anode current flowing into the tube 1 constant. When the tube 1 is turned down is, the anode current does not follow the low-frequency control process to the full, because of the low-frequency inductance Electricity is delivered. In order to eliminate this disadvantage and with the circuit shown a distortion-free operation To enable the operating point of the low-frequency tube 2 is shifted according to the invention. It is be-

reits bekannt , die Vorspannung der Modulatorröhren einer in Gegentakt-B-Sehaltung arbeitenden Anodenspannungsmodul at ions schaltung mit Trägerregelung durch eine von den Modulationsschwingungen abgeleitete Gleichspannung derart zu regeln, dass die Röhren dauernd am unteren Kennlinienknick arbeiten. Die Erfindung hat mit dieser bekannten Anordnung nichts zu tun, weil sie nicht die Einhaltung eines bestimmten Arbeitspunktes, sondern im Gegenteil eine Verschiebung des Arbeitspunktes bezweckt.Already known, the bias of the modulator tubes of an anode voltage module working in push-pull B-position at ions circuit with carrier control by means of a direct voltage derived from the modulation oscillations in such a way that the tubes work continuously at the lower curve bend. The invention has nothing to do with this known arrangement because it not the maintenance of a certain working point, but on the contrary, a shift of the working point is intended.

Die Yerschiebungsspannung für die Niederfrequenzröhre wird durch Gleichrichtung der Modulationsspannung gewonnen. In der Zeichnung ist beispielsweise eine weitere Sekundärwicklung 7c am Modulationstransformator vorgesehen, deren Spannung in einem Gleichrichter 9 gleichgerichtet wird und einen im Dynamikrhythmus schwankenden Gleichspannungsabfall an dem mit einem Kondensator überbrückten Widerstand 10 erzeugt. Der Gleichrichter 9» der auch ein Doppelweg-Gleichrichter sein kann, ist derart gepolt, dass die am Widerstand 10 entstehende, mit der Gittervorspannungsquelle 6 der Niederfrequenzröhre 2 in Reihe geschaltete Gleichspannung bei steigender Dynamik den Arbeitspunkt in positiver Richtung verschiebt. Es ergibt sich dann folgende Wirkungsweise der dargestellten Schaltung: Bei fehlender Modulation ist der Gleichrichter 9 unwirksam und die Vorspannung 6 so gewählt, dass die Niederfrequenzröhre 2 mit kleinem Ruhestrom arbeitet. Bei anwachsender Dynamik verschiebt sich der Arbeitspunkt so, dass der Ruhestrom der Niederfrequenzamplitude angepasst ist. Die Anodenspannung der Hochfrequenzröhre 1 wird um die von der Niederfrequenzröhre erzeugte Wechselspannung vermehrt und die an die Antenne abgegebene Hochfrequenzleistung somitThe displacement voltage for the low frequency tube is given by Rectification of the modulation voltage gained. In the drawing, for example, a further secondary winding 7c is provided on the modulation transformer, the voltage of which is in a rectifier 9 is rectified and a DC voltage drop that fluctuates in the dynamic rhythm across the resistor bridged with a capacitor 10 generated. The rectifier 9, which can also be a full-wave rectifier, is polarized in such a way that the resistor at the resistor 10 resulting from the grid bias source 6 of the low frequency tube 2 DC voltage connected in series shifts the operating point in a positive direction with increasing dynamics. It results Then the following mode of operation of the circuit shown: If there is no modulation, the rectifier 9 is ineffective and the Bias 6 chosen so that the low-frequency tube 2 works with a small quiescent current. With increasing dynamics it shifts the operating point so that the quiescent current is adapted to the low frequency amplitude. The anode voltage of the high frequency tube 1 becomes increased by the alternating voltage generated by the low-frequency tube and thus the high-frequency power delivered to the antenna

während der positiven Modulationshalbperiode gegenüber der mittleren Trägerleistung erhöht. Bei 100-prozentiger Modulation ist die abgegebene Spitzenleistung gleich der vierfachen Trägerfrequenzleistung. Während der negativen Modulationshalbperiode wird die Hochfrequenzröhre 1 durch die ihrem Gitterkreis zugeführte Modulationsspannung heruntergesteuert und gibt daher weniger Leistung an den Antennenkreis ab. Die oben erwähnten Verzerrungen werden jetzt dadurch vermieden, dass beim Nulldurchgang der Modulationsspannung die Drossel 5 durch den Innenwiderstand der Niederfrequenzröhren· 2 gedämpft wird.during the positive modulation half-period compared to the middle one Carrier performance increased. With 100 percent modulation, the peak power output is equal to four times the carrier frequency power. During the negative modulation half cycle, the high-frequency tube 1 is supplied by the modulation voltage applied to its grid circuit downgraded and therefore gives less power to the antenna circuit. The above-mentioned distortions are now avoided by the fact that when the modulation voltage crosses zero, the choke 5 is caused by the internal resistance of the low-frequency tubes. 2 is attenuated.

Die angegebene Schaltung arbeitet also einerseits mit gutem Wirkungsgrad und andererseits verzerrungsfrei und gestattet die Verwendung gleich grosser Röhren für den Modulator und zur Erzeugung der Trägerleistung.The specified circuit works on the one hand with good efficiency and on the other hand, it is distortion-free and allows the use of tubes of the same size for the modulator and for generation the carrier performance.

Die Heruntersteuerung der Hochfrequenzröhre 1 ist auch dadurch möglich, dass ihr bereits eine modulierte Hochfrequenzspannung zugeführt wird. In diesem Falle muss bereits eine Vorstufe moduliert werden. Diese Grundmodulation wird durch die von der Niederfrequenzröhre 2 gelieferte Anodenwechselspannung nicht verändert; diese dient vielmehr nur zur Wirkungsgradverbesserung.The down-control of the high-frequency tube 1 is also possible in that a modulated high-frequency voltage is already supplied to it. In this case, a preliminary stage must already be modulated. This basic modulation is not changed by the anode alternating voltage supplied by the low-frequency tube 2 ; rather, this only serves to improve efficiency.

Claims

1. modulation circuit, characterized in that a high-frequency tube, whose control grid either receives an amplitude-modulated high-frequency voltage or the unmodulated high-frequency and the modulation frequency / is supplied, * © »that the amplitude modulation takes place in these pipes themselves, in the unmodulated state, i.e. when the average carrier power is delivered, in limit operation works between the under-tensioned and over-tensioned state and the control grid bias of a low-frequency tube is the same Power that provides an additional anode voltage for the high-frequency tubes generated, with increasing mean value of the modulation amplitude (dynamics) of one in the vicinity of the lower curve kink is changed in the positive direction.

2. Circuit according to claim 1, characterized in that the modulation voltage is rectified and the directional voltage of the Bias of the low frequency tube is superimposed such that the operating point shifts in a positive direction with increasing dynamics.

m. b. H.m. b. H.

Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstands vom Stand der Tedinik sind im ErteilungsverfahrenTo distinguish the subject of the registration from the state of the Tedinik are in the granting procedure

folgende Druckschriften*) Imino nnirlfrchrifton*) in Betracht gezogen worden.following publications *) Imino nnirlfrchrifton *) been considered.

*) Nichtzutreffendes ist zu streichen*) Delete what does not apply