DE760203C

DE760203C - Modulationsanordnung

Info

Publication number: DE760203C
Application number: DES138871D
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl-Ing Henkler
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1939-10-12
Filing date: 1939-10-13
Publication date: 1953-06-15

Description

Modulierte Schwingungen kann man nach bekannten Vorschlägen dadurch erreichen, daß eine der Modulationsspannung proportionale Spannung zur Schwächung der zu modulierenden Spannung herangezogen wird und daß die Stärke der Schwächung im Takte der Modulationsfrequenz verändert wird. Beispielsweise wird dies dadurch erreicht, daß eine dem Ausgang eines Wechselstrom Verstärkers entnommene Wechselspannung gleichgerichtet, in ihrer Größe durch die Modulationsspannung proportional dieser Spannung verändert und die so gewonnene Gleichspannung nach eventueller Verstärkung zur Amplitudenregelung (Begrenzung) des Wechselstromverstärkers benutzt wird. Auch dadurch, daß eine der Modulationsspannung proportionale Wechselspannung dem Wechselstromverstärkereingang in Gegenphase zugeführt wird oder eine der positiven Rückkopplung einer Generatorröhre entgegenwirkende Rückkopplung durch die Modulationsspannung gesteuert wird, kann hierbei eine Modulation erreicht werden. Bei diesen bekannten Vorschlägen sind jedoch die Eigenschaften der benutzten Verstärkerröhren nicht berücksichtigt worden. Die Erfindung macht es sich nun zur Aufgabe, eine Linearisierung der benutzten Verstärkeranordnungen zu erhalten.

Es ist bereits bekannt, eine Richtverstärkeranordnung für Modulationszwecke zu benutzen,

bei der durch eine negative Rückkopplung und durch Anwendung von Röhren mit sehr kleinem Durchgriff eine nahezu ideale Knickkennlinie erreicht ist. Durch die Eigenart der bekannten Anordnung ist aber ein äußerst geringer Verstärkungsgrad bedingt. Demgegenüber kann bei Ausbildung gemäß der Erfindung bei geringstem Aufwand ein verhältnismäßig hoher Verstärkungsgrad erreicht werden.

ίο Gemäß der Erfindung wird für eine der miteinander zu modulierenden Frequenzen ein durch eine negative Rückkopplung zwischen Eingangs- und Ausgangskreis linearisierter Verstärker vorgesehen und die Dämpfung des im Rückkopplung=weg des Verstärkers liegenden Gegenkopplungsnetzwerkes durch die andere der miteinander zu modulierenden Frequenzen gesteuert.

An Hand der Fig. 1 wird das Prinzip der Erfindung erläutert. Im Rückkopplungsweg des Verstärkers V für die Trägerfrequenz Ω, der die Verstärkung s₀ haben soll, liegt ein Netzwerk Λ' mit der steuerbaren Dämpfung b_R. Die negative Rückkopplung kann dabei in bekannter Weise durch eine Strom- oder Spannungskopplung oder auch durch Kombination beider erfolgen. Die Dämpfung b_R und damit die

Verstärkung s = -^²- der Anordnung wird im

Rhythmus der Spannung U₁₀ gesteuert. Je nach der Amplitude der Zeichenfrequenz co wird die dämpfende Wirkung des Netzwerkes vergrößert oder vermindert. Die am Verstärkerausgang auftretende trägerfrequente Spannung U₂ schwankt also im Rhythmus des Zeichens und enthält die gewünschten Seitenbandfrequenzen Ω ~ co.

Die Steuerung des Verstärkers V erfolgt im Eingangskreis. Sowohl für die Trägerfrequenz Ω als auch für die steuernde Zeichenfrequenz ω werden damit nur sehr kleine Leistungen notwendig. Von Bedeutung ist dies beispielsweise bei der zentralen Trägerstromversorgung mehrerer Systeme, insbesondere bei der Verwendung von Vielfachgeneratoren.

Durch die sich zwar ändernde, jedoch stets vorhandene Gegenkopplung werden die Eigenschaften der Verstärkerröhre in bekannter Weise verbessert, insbesondere wird eine zusätzliche Modulation in der Röhre infolge deren Krümmung vermindert.

Bei der Modulatoranordnung gemäß der Erfindung enthält das Gegenkopplungsnetzwerk insbesondere in an sich bekannter Weise nichtlineare Widerstände. Die Charakteristik des nichtlinearen Widerstandsgebildes wird durch entsprechende Wahl der nichtlinearen Widerstände und oder deren Vorspannung so gewählt, daß sich eine lineare Abhängigkeit der Ausgangsspannung der Modulatoranordnung von der steuernden Modulatorspannung ergibt.

Der Widerstand R des Gegenkopplungsnetzwerkes soll insbesondere folgender Bedingung genügen

e^s»

"~ ¹J

In dieser Gleichung bedeutet 5 die Steilheit der Verstärkerröhre, S₀ die Verstärkung des Verstärkers Γ ohne Gegenkopplung, s' die Verstärkung des gegengekoppelten Verstärkers, U₀, die Amplitude der steuernden Frequenz t» und k das Verhältnis der Ausgangsamplitude U₂ zur steuernden Amplitude U₁.,. Zur Erfüllung dieser Bedingung erscheinen Trockengleichrichter, insbesondere Kupferoxydulgleichrichter, bzw. solche Gleichrichter enthaltende Kombinationen besonders geeignet.

In der Fig. 2 ist beispielsweise' die Abhängigkeit des Widerstandes eines Kupferoxydulgleichrichters von der steuernden Wechselamplitude U₁., dargestellt. Der Arbeitspunkt ist z. B. durch Wahl einer Vorspannung u festgelegt. Man ersieht, daß die Kurve die Bedingung

R-S =

ι —

U (j

(2)

Sehr gut erfüllt. Diese Bedingung ist aus der Gleichung (1) abgeleitet, und zwar wurde in Gleichung (1) e%—*'= 2 und k = 1 gesetzt, also ein wichtiger Sonderfall betrachtet.

Ausführungsbeispiele der Modulatoranordnung gemäß der Erfindung sind in den Fig. 3 bis 6 dargestellt. Die Schaltanordnungen sind dabei insbesondere so ausgebildet, daß die Träger- und/oder Zeichenfrequenzen im Verstärkerausgang nicht vorhanden sind. Die Ausführungsbeispiele der Fig. 3 und 4 zeigen beispielsweise Schaltungsanordnungen, die die Zeichenfrequenz im Ausgang nicht enthalten.

Eine bevorzugte Ausführungsform zur Unterdrückung der Zeichenfrequenz ist in der Fig. 3 dargestellt. Im Kathodenkreis der Verstärkerröhre V für die Trägerfrequenz Ω liegen die nichtlinearen Gegenkopplungswiderstände GZ₁ und GL₁, die insbesondere durch Trockengleichrichter gebildet werden. Zur Erzeugung einer für die Gleichrichter unter Umständen erforderliehen Vorspannung dienen die Widerstände R₁ und Rn, die im Amplitudengleichstromkreis liegen. Als Gittervorspannung für die Röhre V dient hier der Spannungsabfall des Anodenstromes über den Widerständen R₂ und R₃. Der Wechselstrom wird in bekannter Weise durch die Drossel Dr aus diesem Kreis ferngehalten, während der Kondensator C das Fließen des Anodengleichstromes durch die nichtlinearen Widerstände verhindert. Durch die Differentialwicklung des Zeichenübertragers V U wird das Zeichen co im Gitter- und somit im Anoden-

kreis unterdrückt. Als Verstärkerröhren V wird man insbesondere Schirmgitterröhren benutzen. Auch in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 erfolgt eine Unterdrückung der Zeichenfrequenz im Ausgang der Anordnung durch die dargestellte Anwendung des Differentialübertragers VÜ. In diesem Ausführungsbeispiel ist im Rückkopplungsweg nur ein nichtlinearer Widerstand Gl benutzt.

Durch Anwendung einer Gegentaktschaltung, wie sie in der Fig. 5 dargestellt ist, kann auch eine Unterdrückung der Trägerfrequenz in an sich bekannter Weise erreicht werden. Die Gegentaktschaltung besteht aus den beiden Verstärkerröhren V und V, die ebenfalls vorzugsweise Schirmgitterröhren sind. Die Zeichenfrequenz wird beispielsweise über den Übertrager Ü den Gleichrichtern Gl und GV zugeführt und tritt so ebenfalls im Ausgang nicht auf. Die Trägerfrequenz kann aber auch, wie in Fig. 6 gezeigt, durch Anwendung eines Diffe-'rentialübertragers Γ für die Trägerfrequenz Ω und durch Einführung des Widerstandes R im Ausgangskreis kompensiert werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Modulationsanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß für eine der miteinander zu modulierenden Frequenzen ein durch eine negative Rückkoppplung zwischen Eingangsund Ausgangskreis linearisierter Verstärker vorgesehen ist und die Dämpfung des im Rückkopplungsweg des Verstärkers liegenden Gegenkopplungsnetzwerkes durch die andere der miteinander zu modulierenden Frequenzen gesteuert wird.
2. Modulationsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenkopplungsnetzwerk nichtlineare Widerstände enthält und daß durch entsprechende Wahl der Widerstände und/oder ihrer Vorspannung die lineare Abhängigkeit der Ausgangsspannung der Modulatoranordnung von der steuernden Spannung erreicht ist.
3. Modulationsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als nichtlineare Widerstände Trockengleichrichter benutzt werden.
4. Modulationsanordnung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der steuernden Modulationsfrequenz so erfolgt, daß diese im Ausgang der Anordnung nicht mehr enthalten ist.
5. Modulationsanordnung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Trägerfrequenz im Ausgang unterdrückt ist.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

Deutsche Patentschrift Nr. 665 633;

britische Patentschrift Nr. 156 876, 172 389.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 5062 6.53