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Schaltung mit einem Verstärker für amplitudenmodulierte Schwingungen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum übertragen elektrischer Schwingungen
mit wenigstens einem Verstärker für amplitudenmodulierte Schwingungen.
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Eine solche Schaltung kommt z. B. in Radioempfängern, in Radiosendern
und in Trägerwellentelefonieanlagen zur Verwendung.
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Die Erfindung bezweckt, in solchen Schaltungen Gegenkopplung für die
Modulationsfrequenzen anzuwenden. Es ist bereits bekannt, dadurch eine Gegenkopplung
für die Modulationsfrequenzen zu schaffen, daB die Ausgangsspannung des Verstärkers
für amplitudenmodulierte Schwingungen gleichgerichtet wird und die dabei erzeugten
Modulationsschwingungen wieder auf die Eingangsspannung des Verstärkers moduliert
werden, derart, daß der ursprünglich vorhandenen Modulation entgegengewirkt wird.
Zum Modulieren wurde aber eine normale Modulatorschaltung verwendet, die beim
Modulieren
auf eine bereits modulierte Schwingung Anlaß zur Bildung von Kombinationsfrequenzen
und von Harmonischen gab.
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Es ist weiterhin ein Modulationsverfahren bekannt, bei dem die Modulation
mit. Hilfe einer querliegenden gesteuerten Diode erfolgt, wobei die Diode als Amplitudenbegrenzer
wirkt. Ein solches Modulationsverfahren ist jedoch nur dann anwendbar, wenn man
die modulierenden Schwingungen bereits zur Verfügung hat, nicht aber, wenn man die
modulierenden Schwingungen erst noch durch Gleichrichtung des modulierten Signals
erzeugen soll, wie es bei einer Gegenkopplung der Modulationsfrequenzen bei einem
Verstärker für amplitudenmodulierte Schwingungen der Fall ist.
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Nach der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch behoben, daß die gleichgerichtete
Ausgangsspannung des Verstärkers gegebenenfalls über einen Verstärker als Vorspannung
einer als Spitzengleichrichter wirkenden Diode zugeführt wird, die parallel zu einem
auf die amplitudenmodulierten Schwingungen abgestimmten Schwingungskreis im Eingangskreis
des Verstärkers geschaltet ist, derart, daß die Vorspannung bei zunehmender Trägerwellenamplitude
mehrpositiv wird.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu grunde, daß eine als Spitzengleichrichter
wirkende Diode eine nochmalige Modulation eines bereits modulierten Signals zuläßt,
ohne daß dabei quadratische Niederfrequenzglieder entstehen.
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Die als Modulator arbeitende Diode verursacht demnach im Eingangsschwingungskreis
eine Amplitudenmodulation, die additiv aus der bereits vorhandenen Amplitudenmodulation
und der zurückgeführten gleichgerichteten Spannung zusammengesetzt ist.
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Infolgedessen treten die vorgenannten Nachteile bei dieser Schaltung
nicht auf.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
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In Fig. i ist eine Schaltung nach der Erfindung dargestellt; Fig.
2 veranschaulicht die Anwendung der Erfindung auf einen Radiosender, während Fig.
3 die Anwendung der Erfindung auf einen Radioempfänger darstellt.
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In Fig. i ist ein Schwingungskreis, in dem amplitudenmodulierte Schwingungen
auftreten, mit i bezeichnet. Diese Schwingungen werden einem Verstärker 2 zugeführt,
der die verstärkten Schwingungen auf einen Schwingungskreis 3 überträgt. An den
Schwingungskreis 3 kann eine in der Zeichnung nicht dargestellte Belastung angeschlossen
werden.
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Mit dem Schwingungskreis 3 ist ein Schwingungskreis 4 gekoppelt. An
den Schwingungskreis 4 ist eine Diode 5 mit einem Belastungswiderstand angeschlossen.
Dieser Belastungswiderstand besteht aus zwei in Reihe geschalteten Widerständen
6 und 7. Parallel zu den Widerständen 6 und 7 ist ein Kondensator 8 geschaltet,
der für die amplitudenmodulierten Schwingungen eine vernachlässigbare Impedanz hat.
Parallel zum Schwingungskreis i im Eingangskreis des Verstärkers 2 ist eine Diode
9 mit einem Belastungswiderstand geschaltet. Dieser Belastungswiderstand besteht
aus dem Widerstand 7 und einem Widerstand io in Reihe. Parallel zu den Widerständen
7 und 1o ist ein Kondensator i i mit niedriger Impedanz für die zu verstärkenden
Schwingungen geschaltet. Die Wirkungsweise dieser Schaltung ist folgende: Die amplitudenmodulierten
Schwingungen im Schwingungskreis 4 werden von der Diode 5 gleichgerichtet. Infolgedessen
entsteht über die Widerstände 6 und 7 eine Gleichspannung mit einer ihr überlagerten
Niederfrequenzwechselspannung. Der über den Widerstand 7 auftretende Teil der Summe
dieser Spannungen bildet eine positive Vorspann= g für die Diode 9, und diese Vorspannung
ändert sich mit der Modulationsfrequenz. Infolgedessen übt die Diode 9 auf den Schwingungskreis
i eine veränderliche Dämpfung entsprechend dem Momentanwert der Modulationsfrequenzen
aus.
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Hierdurch werden diese Modulationsfrequenzen im Schwingungskreis i
aufs neue auf die bereits vorhandenen Schwingungen moduliert. Durch Verwendung der
Diode 9 erfolgt diese Modulation additiv, und es werden keine höheren Harmonischen
und Kombinationsfrequenzen erzeugt. Der ursprünglich vorhandenen Modulation wird
von der durch die Diode g verursachten Modulation entgegengewirkt. Infolgedessen
entsteht für die Modulationsfrequenzen eine die im Verstärker herbeigeführte Verzerrung
herabsetzende Gegenkopplung.
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Für diese Gegenkopplung genügt bereits das Zurückführen allein der
Niederfrequenzwechselspannung zur Diode 9. Wenn aber die bei der Gleichrichtung
erzeugte Gleichspannung nicht gleichzeitig zugeführt werden sollte, so würde eine
Verringerung der Modulationstiefe der amplitudenmodulierten Schwingungen entstehen,
wodurch eine größere Verstärkung erforderlich wäre.
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In Fig.2 kommt die oben beschriebene Schaltung bei einem Radiosender
zum Verringern der Verzerrung zur Verwendung, der die Umhüllende der amplitudenmodulierten
Schwingungen im Sender unterliegt. Entsprechende Teile der Fig. i und 2 sind mit
den gleichen Bezugszeichen angedeutet. Die
amplitudenmodulierten
Schwingungen werden in einem Modulator 12 erzeugt, dem von einem Oszillator 13 uninodulierte
Schwingungen und von einem Niederfrequenzverstärker 14 Modulationsfrequenzen zugeführt
werden. Die amplitüdenmodulierten Schwingungen werden von einem an den Modulator
12 angeschlossenen Schwingungskreis 15 auf den Schwingungskreis i übertragen. Die
an den Schwingungskreis 3 angeschlossene Belastung wird von einer induktiv mittels
einer Spule 16 mit dem Kreis 3 gekoppelten Sendeantenne 17 gebildet.
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In Fig. 3 ist die Schaltung nach Fig. i bei einem Radioempfänger verwendet,
bei dem außer dem Zwischenfrequenzverstärker auch der Niederfrequenzverstärker des
Empfängers gegengekoppelt wird.
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Die mittels einer Antenne i8 empfangenen Schwingungen werden in einem
Hochfrequenzverstärker ig verstärkt und zusammen mit örtlich erzeugten Schwingungen
eines Oszillators 2o einer Mischstufe 2, 1: zugeführt. Die darin erzeugten,
in der Amplitude modulierten Zwischenfrequenzschwingungen werden in einem Zwischenfrequenzverstärker
22 verstärkt und dann von einem zweiten Detektor 23 gleichgerichtet, worauf die
darin erzeugten Niederfrequenzschwingungen von einem Niederfrequenzverstärker 2q.
verstärkt und über einen Transformator 25 einem Lautsprecher 26. zugeführt werden.
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In den Eingangskreis des Zwischenfrequenzverstärkers 22 sind, ebenso
wie in Fig. i, ein Schwingungskreis i, eine Diode g, ein Kondensator ii und ein
Widerstand io aufgenommen.
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Für die Gegenkopplung der Umhüllenden der amplitudenmodulierten Schwingungen
und der Niederfrequenzmodulationsfrequenzen werden der Diode g zwei Spannungen in
Reihe zugeführt. Eine dieser Spannungen ist eine Gleichspannung, die ein Maß für
die Stärke der Zwisehenfrequenzträgerwelle bildet und durch Detektorwirkung im zweiten
Detektor 23 erzeugt und über eine Leitung 27 einem Spannungsteiler 28 zugeführt
wird. Ein Teil der Spannung über 'diesen Spannungsteiler wird in Reihe mit einer
Niederfrequenzspannung der Diode g zugeführt. Diese Niederfrequenzspannung wird
der Sekundärwicklung des Transformators 25 entnommen und über einen Spannungsteiler
29 und ein phasendrehendes Netzwerk 30 in Reihe mit der Gleichspannung über
einen Teil des Spannungsteilers 28 geschaltet. Mit dem Spannungsteiler 29 läßt sich
die richtige Größe und mit dem phasendrehenden Netzwerk 3o die Phase der verschiedenen
Komponenten der Niederfrequenzspannung einstellen. Im Zwischenfrequenzverstärker
und im Niederfrequenzverstärker erfolgt nämlich eine frequenzabhängige Phasendrehung,
die vor der Gegenkopplung korrigiert werden muß.
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Eine Gegenkopplung des ganzen Radioempfängers wäre dadurch erzielbar,
daß die Diode g an den Eingangsschwingungskreis des Hochfrequenzverstärkers ig angeschlossen
wird. Es tritt dabei aber der Nachteil auf, daß die empfangene Signalspannung unzulänglich
ist, um die Diode g richtig wirken zu lassen. Außerdem ist die Gefahr einer Verzerrung
im Hochfrequenzverstärker nicht groß, da- die Signalspannung klein ist. Vorzugsweise
wird daher die Diode g an eine der folgenden Verstärkerstufen oder an den Zwischenfrequenzverstärker
angeschlossen.