Anordnung zur Umwandlung amplitudenmodulierter elektrischer Impulse
in längenmodulierte Impulse Bei der Übertragung von Nachrichten mittels längenmodulierter
elektrischer Impulse tritt häufig die Aufgabe auf, amplitudenmodulierte Impulse
in längenmodulierte Impulse umzuwandeln. Die Schwierigkeit hierbei besteht vor allem
darin, zu vermeiden, daß bei der Umwandlung längere Impulsschwänze, hervorgerufen,
z. B. durch exponentielle Ab,
klingvorgänge, auftreten, die bewirken würden,
daß. die aüfeinanderfolgenden Impulse einander überlappen. Insbesondere würde dies
bei der Mehrfachübertragung von Nachrichten durch Ineinanderschachtelung verschieden
modulierter Impulsreihen ein gegenseitiges Übersprechen der einzelnen Kanäle mit
sich bringen. Außerdem ist es in vielen Fällen erwünscht, daß die mittlere Länge
der längenmodulierten Impulse gleich der Länge der amplitudenmodulierten Impulse
ist, daß also der ursprüngliche Impuls durch die Modulation sowohl kürzer als auch
länger als der ursprüngliche amplitudenmodulierte Impuls gemacht werden kann.Arrangement for converting amplitude-modulated electrical pulses into length-modulated pulses When messages are transmitted by means of length-modulated electrical pulses, the task often arises of converting amplitude-modulated pulses into length-modulated pulses. The main difficulty here is to avoid that longer pulse tails caused during the conversion, e.g. B. by exponential from, sounding processes occur that would cause. the successive pulses overlap each other. In particular, in the case of multiple transmission of messages by nesting differently modulated pulse series, this would result in mutual crosstalk between the individual channels. In addition, in many cases it is desirable that the mean length of the length-modulated pulses is equal to the length of the amplitude-modulated pulses, so that the modulation can make the original pulse both shorter and longer than the original amplitude-modulated pulse.
Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltung, die beide Forderungen
erfüllt und das Kennzeichen aufweist, daß die amplitudenmodulierten Impulse einer
Pentode oder einer elektrisch gleichwertigen Röhre in solcher
Polung
zugeführt werden, daß der Anodenstrom in den Impulspausen am größten ist und in
den Impulszeiten einen der Impulshöhe entsprechenden kleineren Wert annimmt, daß
ferner die Anodenspannung an diese Röhre über einen Widerstand angelegt wird, der
zusammen mit der zwischen Kathode urid Anode #wirksamen Kapazität eine zur Erzielung
der -.-wünschten Impulsbreite geeignete Zeitkonstante besitzt, und daß die von der
Anode abgenommenen Impulse einer die Impulsspitzen abschneidenden Begrenzereinrichtung
zugeführt «;-erden.The invention relates to a circuit that meets both requirements
met and has the characteristic that the amplitude-modulated pulses one
Pentode or an electrically equivalent tube in such
Polarity
be supplied so that the anode current is greatest in the pulse pauses and in
the pulse times assumes a smaller value corresponding to the pulse height, that
furthermore the anode voltage is applied to this tube via a resistor which
together with the between cathode and anode # effective capacity to achieve one
the -.- desired pulse width has a suitable time constant, and that of the
The pulses taken from the anode by a limiter device cutting off the pulse peaks
supplied «; -earth.
Die erfindungsgemäße Schaltung arbeitet demnach in der Weise, daß
durch den amplitudenmodulierten Impuls eine Röhre mehr oder weniger gesperrt wird,
so daß sich die zwischen Kathode und Anode dieser Röhre li,e,-ende Kapazität, die
aus der Eigenkapazität der Röhre und gegebenenfalls zugeschalteten Kapazitäten besteht,
während der Sperrzeiten der Röhre über einen hohen Widerstand auflädt und nach Beendigung
des Impulses wieder über die Pentode entlädt. Hierbei wird die Eigenschaft der Pentode
ausgenutzt, zwischen hohen und sehr niedrigen Werten der Anodenspannung einen konstant
bleibenden Anodenstrom zu führen, so daß die Entladung der Kapazität bis zu sehr
kleinen Spannungswerten herunter annähernd linear verläuft. Der Pentode elektrisch
gleichwertig sind Schirmgitterröhren, in denen der Sekundärelektronenfluß durch
andere Maßnahmen als das Bremsgitter, z. B. durch eine Raumladung oder durch Entakticierung
der Elektroden, verhindert ist, oder Röhren (auch Trioden), die im Sättigungsbereich
der Kathode arbeiten.The circuit according to the invention therefore works in such a way that
a tube is more or less blocked by the amplitude-modulated pulse,
so that the capacitance between the cathode and anode of this tube, the
consists of the internal capacity of the tube and possibly connected capacities,
charges during the blocking times of the tube via a high resistance and after termination
of the pulse discharges again via the pentode. This is the property of the pentode
exploited, a constant between high and very low values of the anode voltage
lead permanent anode current, so that the discharge of the capacity up to very much
runs almost linearly down to small voltage values. The pentode electric
Screen grid tubes, in which the secondary electron flow through
measures other than the brake grid, e.g. B. by a space charge or by deactivation
of electrodes, or tubes (also called triodes), which are in the saturation range
the cathode work.
Die Abb. i zeigt eine gemäß der Erfindung aufgebaute Schaltung, deren
Wirkungsweise an Hand der Abb. i a und i b erläutert wird. In Abb. i a sind übereinander
die Spannungsverläufe an den mit A, B, C und D bezeichneten
Punkten der Abb. i aufgetragen. Um die Arbeitsweise der Röhren erkennbar zu machen.
sind daneben die in Betracht kornmenden Kennlinien dargestellt. Am Punkt <d,
d. 1i. am Steuergitter der Pentode i, werden die amplitudenmodulierten Impulse JA
mit solcher Polarität zugeführt, daß sie das Gitterpotential negativ machen. Dabei
ist jedoch dafür zu sorgen, daß die Impulse nicht über den Anodenstromeinsatzpunkt
a. in negativer Richtung hinausgehen, weil sonst Verzerrungen auftret,-n würden.
Der Pentode i wird die Anodengleichspannung über einen hochohmigen Widerstand 2
zugeführt. Zwischen Anode und Kathode ist die Kapazität 3 wirksam, die unter Umständen
nur aus den Elektroden und den Schaltungskapazitäten bestehen kann. Am Punkt B ergibt
sich ein
Spannungsverlauf, der durch einen annähernd
linearen Anstieg während der Dauer eines
Impulses und durch einen annähernd linearen
Abfall nach dem Impulsende gekennzeichnet
ist. Der Ruhewert des Anodenpotentials ist
mit b bezeichnet. Wenn der Anodenstrom
durch den Impuls herabgesetzt wird, beginnt
eine weitere Aufladung des Kondensators 3.
welche mit dem Ende des Impulses aufhört
und von der Entladung über die Anoden-
Kathoden-Strecke der Röhre i gefolgt wird.
Für den Anstieg der Spannungskurve wäh-
rend der Ladezeit ist die Zeitkonstante des
aus dem Widerstand 2 und der Kapazität 3
bestehenden Schaltungsteiles maßgebend. Die
Zeitkonstante ist so zu bemessen. daß wäh-
rend der Impulsdauer ein stetiger Anstieg der
Spannung am Kondensator zustande kommt.
Wenn die Zeitkonstante dieses Kreises wesent-
lich größer als die Dauer eines Impulses ist.
kann mit einem praktisch linearen Verlauf
der Ladekurve gerechnet werden. Unter L"ni-
ständen ist allerdings auch eine kleinere
Zeitkonstante brauchbar, jedoch darf die Zeit-
konstante nicht so klein werden, daß die
Anodenspannungsimpulse im Punkt B eine
praktisch formgetreue Abbildung der Ein-
gangsimpulse am Punkt <-i sind.
In Abb. i b ist das Kennlinienfeld der
Pentode i dargestellt. Während der mit e, f,
ä, lt. bezeichneten Abschnitte eines Eingangs-
impulses bzw. einer Impulslücke durchläuft
das Potential am Punkt b' die in Abb. i b dick
ausgezogenen, mit dem gleichen Puclistal-)eii
bezeichneten Karten. Der Ruhepunkt R ergibt
sich als Schnittpunkt der Widerstands-
geraden 1I' mit der obersten Kennlinie, welche
für die beim Fehlen eines Impulses vorhandene
Gitterspannung gilt. Durch die Impulsflanke e
wird der Arbeitspunkt auf der Steuergitter-
spannung-Anodenstrom-Kennlinie in nega-
tiver Richtung verschoben, was dein Rück-
gang auf die unterste Kennlinie in Abb. 11)
entspricht. Nun beginnt bei praktisch kon-
stant bleibendem Anodenstrom die Aufladung
der Kapazität 3 (Abschnitt f). Wenn man auf
einen linearen Spannungsanstieg Wert legt.
wählt man den Widerstand 2 so groß, daß
der Impuls beendet ist, bevor sich die Span-
nung am Punkt B auf den neuen Arbeits-
punkt R' (Schnittpunkt der Widerstands-
geraden TI' mit der untersten Kennlinie) stabi-
lisiert hat. Die Rückfront g des Impulses
führt denArbeitspunkt wieder auf die oberste
K=ennlinie zurück, und während der anschlie-
ßenden Impulslücke h erreicht dieser wieder
seine Ausgangslage R. Das Anod@nrulie-
potential b kann bei handelsüblichen Pentoden
mit nur 2o bis 30 Volt angenommen werden,
während das höchste Anodenpotential im
Punkt B ein Vielfaches davon sein kann.
Die an Punkt B auftretenden dreieckigen Spannungsimpulse
TB werden anschließend einer Begrenzereinrichtung zugeführt, welche die Dreieckspitzen
abschneidet b@z.w. aus den dreieckigen Impulsflächen zur Grundlinie parallele Streifen
herausschneidet, die eine praktisch rechteckige Gestalt und eine der Höhe der ursprünglichen
amplitudenmodulierten Impulse entsprechende Länge haben. Dies kann beispielsweise,
wie in Abb. i gezeigt wird, durch eine nachgeschaltete Röhre 4 erfolgen, in welcher
die Impulskuppen durch den Gitterstromeinsatz abgeschnitten werden. Zu diesem Zweck
liegt im Gitterstromkreis der Röhre 4 ein Widerstand 5, der für die hohen Impulsoberschwingungen
durch einen Kondensator 6 überbrückt sein kann. Der Impulsverlauf am Punkt C ist
in Abb-. i a dargestellt. Durch eine zwischen der Kathode und -dem Steuergitter
wirksame negative Vorspannung c wird der Arbeitspunkt jenr seits des Anodenstromeinsatzpunktes
gelegt. Die im Punkt B entstehenden dreieckigen Spannungsimpulse werden dem Steuergitter
der Röhre 4 in solcher Polung zugeführt, daß sie das Potential des Steuergitters
in positiver Richtung verschieben. Das Potential kann jedoch den mit O bezeichneten
Gitterstromeinsatzpunkt wegen des an dem Gitterwiderstand 5 entstehenden Spannungsabfalls
nicht überschreiten, Der Anoidenstromkreis der Röhre4 führt infolgedessen rechteckige
längenmodulierte Stromimpulse konstanter Höhe, die am Punkt D Spannungsimpulse gleicher
Form erzeugen. Die Länge dieser Impulse entspricht mit der bei Modulationskennlinien
üblichen Genauigkeit der Höhe der am Punkt A zugeführten amplitudenmodulierten Impulse.Fig. I shows a circuit constructed according to the invention, the mode of operation of which is explained with reference to Figs. Ia and ib. In Fig. Ia, the voltage curves are plotted on top of each other at the points marked A, B, C and D in Fig. I. To make the functioning of the tubes recognizable. the characteristic curves under consideration are shown next to it. At point <d, d. 1i. at the control grid of the pentode i, the amplitude-modulated pulses JA are supplied with such polarity that they make the grid potential negative. However, it must be ensured that the pulses do not exceed the anode current start point a. go out in the negative direction, because otherwise distortions would occur. The anode DC voltage is fed to the pentode i via a high-value resistor 2. The capacitance 3 is effective between the anode and cathode, which under certain circumstances can only consist of the electrodes and the circuit capacitances. At point B there is a Voltage curve, which by an approximately
linear increase over the duration of a
Momentum and by an approximately linear one
Fall marked after the end of the pulse
is. The rest value of the anode potential is
denoted by b. When the anode current
is lowered by the impulse begins
another charging of the capacitor 3.
which ends at the end of the impulse
and from the discharge via the anode
Cathode stretch of tube i is followed.
For the rise of the voltage curve select
rend of the loading time is the time constant of the
from resistance 2 and capacitance 3
existing circuit part is decisive. the
The time constant is to be measured in this way. that
rend the pulse duration a steady increase in
Voltage on the capacitor comes about.
If the time constant of this circle is
Lich is greater than the duration of a pulse.
can with a practically linear course
calculated from the charging curve. Under L "ni-
booths is also a smaller one
Time constant usable, but the time
constant do not become so small that the
Anode voltage pulses at point B.
practically true-to-shape illustration of the
impulses at point <-i are.
In Fig. Ib the characteristic field is the
Pentode i shown. While the with e, f,
ä, according to the designated sections of an entrance
impulses or an impulse gap
the potential at point b 'is thick in Fig. ib
drawn out, with the same Puclistal-) eii
designated cards. The rest point R gives
as the intersection of the resistance
straight 1I 'with the uppermost characteristic, which
for the one present in the absence of an impulse
Grid voltage applies. The pulse edge e
the operating point on the control grid
voltage-anode current characteristic curve in negative
shifted in tive direction, what your return
gear to the lowest characteristic in Fig. 1 1)
is equivalent to. Now begins with practically
constant anode current the charging
the capacity 3 (section f). When you on
value a linear voltage increase.
one chooses the resistance 2 so large that
the pulse has ended before the span
at point B on the new working
point R '(intersection of the resistance
straight TI 'with the lowest characteristic) stable
has lized. The back front g of the momentum
leads the working point back to the top
K = characteristic curve, and during the subsequent
This reaches the end of the pulse gap h again
his starting position R. The anod @ nrulie-
potential b can be used with commercially available pentodes
with only 2o to 30 volts can be assumed,
while the highest anode potential im
Point B can be a multiple of this.
The triangular voltage pulses TB occurring at point B are then fed to a limiter device, which cuts off the triangular tips b @ zw cuts out strips parallel to the base line from the triangular pulse areas, which have a practically rectangular shape and a length corresponding to the height of the original amplitude-modulated pulses. This can be done, for example, as shown in Fig. I, through a downstream tube 4 in which the pulse peaks are cut off by the grid current insert. For this purpose there is a resistor 5 in the grid circuit of the tube 4, which can be bridged by a capacitor 6 for the high pulse harmonics. The pulse course at point C is shown in Fig-. ia shown. By a negative bias voltage c effective between the cathode and the control grid, the operating point is placed on the other side of the anode current start point. The triangular voltage pulses arising at point B are fed to the control grid of the tube 4 with such polarity that they shift the potential of the control grid in a positive direction. However, the potential cannot exceed the grid current start point marked O because of the voltage drop occurring at the grid resistor 5. The length of these pulses corresponds to the height of the amplitude-modulated pulses supplied at point A with the accuracy customary for modulation characteristics.
Die Begrenzung der dreieckigen Impulse, die im Punkt B auftreten,
kann: auch auf andere Weise erfolgen. Gemäß Abb. a ist das Steuergitter der nachgeschalteten
Röhre 4 einerseits mit der Anode der Pentode i über eine Diode 7 und andererseits
mit dem positiven Pol einer Spannungsquelle über den Widerstand 8 verbunden. Infolge
einer negativen Vorspannung des Steuergitters. gegen die Kathode der Röhre 4 arbeitet
diese Röhre im A-Betrieb. Die Diode? stellt eine Schwelle dar, welche nur diejenigen
Teile der dreieckigen Spannungsimpulse, die eine gewisse Höhe überschreiten, durchläßt.
Das` Abschneiden der dreieckigen Spitzen bei einem etwas höher gelegenen Spannungswert
erfolgt dadurch, daß das Steuergitterpotential der Röhre 4 unter den Anodenstromeinsatzpunkt
absinkt. Die in Abb. z dargestellte Schaltung hat den Vorteil, daß die Beschneidung
des Impulses von oben und unten zwei voneinander getrennten Organen, nämlich einerseits
der Diode und andererseits der Entladungsröhre 4, die sich gegenseitig nicht beeinflussen
können, zugewiesen ist.The limitation of the triangular impulses that occur at point B,
can: also be done in other ways. According to Fig. A, the control grid is the downstream
Tube 4 on the one hand with the anode of the pentode i via a diode 7 and on the other hand
connected to the positive pole of a voltage source via the resistor 8. As a result
negative bias of the control grid. works against the cathode of the tube 4
this tube in A mode. The diode? represents a threshold which only those
Parts of the triangular voltage pulses that exceed a certain level let through.
The cutting off of the triangular tips at a slightly higher voltage value
takes place in that the control grid potential of the tube 4 is below the anode current start point
sinks. The circuit shown in Fig. Z has the advantage that the circumcision
of the impulse from above and below two separate organs, namely on the one hand
the diode and, on the other hand, the discharge tube 4, which do not influence each other
can, is assigned.
Da die Anoden.strom-Anodenspan.nungs-Kennlin.ie der Pentode i bekanntlich
nicht von hohen Anodenspannungen bis zur Ano@denspannung o herunter geradlinig verläuft,
sondern wie aus Abb. i b ersichtlich, etwa bei dem Anodenspannungswert b plötzlich
abfällt, verläuft die Entladung der Kapazität 3 nicht ganz bis zum Schluß linear,
sondern läuft am Ende in einen kurzen exponentiellen Schwanz aus. Sollte dieser
Schwanz stören, so läßt er sich dadurch beseitigen, daß man in Reihe mit dem Anodenwiderstand
a eine kleine lnduktivität 9 (vgl. Abb. a) legt und die Zeitkonstante von Widerstand
und Induktivität gleich der Zeitkonstanten des exponentiellen Abklingvorganges macht.
Eine solche Kompensation kann übrigens auch an der Begrenzerröhre 4 vorgenommen
werden. Wie eine genaue Betrachtung der Vorgänge zeigt, ist eine solche Kompensation
mit Rücksicht auf die Güte der üblichen Pentoden nur in vereinzelten Sonderfällen
notwendig, während im allgemeinen der verbleibende exponentielle Schwanz nicht stört,
da er kurz gegen die Länge des eigentlichen Impulses bzw. der Impulslücke ist.Since the anode current anode voltage characteristic curve of the pentode i is known
does not run in a straight line from high anode voltages to anode voltage o,
but as can be seen from Fig. i b, suddenly at the anode voltage value b
drops, the discharge of capacity 3 is not quite linear to the end,
but ends in a short exponential tail. Should this
Disturb the tail, it can be eliminated by being in series with the anode resistance
a places a small inductance 9 (see Fig. a) and the time constant of resistance
and inductance equals the time constant of the exponential decay.
Such a compensation can also be made on the limiter tube 4
will. As a close examination of the processes shows, there is such a compensation
in consideration of the quality of the usual pentodes only in isolated special cases
necessary, while in general the remaining exponential tail does not interfere,
because it is short compared to the length of the actual pulse or the pulse gap.