DE808050C - Schaltung zur Erzeugung phasenmodulierter Schwingungen und elektrische Entladungsroehre fuer diese Schaltung - Google Patents

Description

Es ist bekannt, phasenmodulierte Schwingungen unter Zuhilfenahme einer Schaltung zu erzeugen, die eine Elektronenstrahlröhre enthält, auf deren Schirm unter Zuhilfenahme eines durch eine Hochfrequenzspannungsquelle gesteuerten Ablenksystems ein linicnförmiges Lichtbild entworfen wird; dieses Bild wird durch ein zum ersten System senkrechtes Ablenksystem seitwärts in Abhängigkeit von einer modulierenden Niederfrequenzschwingung mit Momentanwert q abgelenkt; hierbei passieren die Lichtstrahlen des erwähnten Lichtbildes zwei Schirme, deren Lichtdurchlässigkeit als Funktion einer seitlichen Verlegung des erwähnten Lichtbildes einen sinusförmigen bzw. einen kosinusförmigen Verlauf aufweist; anschließend treffen die Strahlen auf zwei photoelektrische Zellen, in denen ein Strom sin φ bzw. cos φ erzeugt wird, worauf diese Ströme zwei unter Zuhilfenahme phasendrehender Netzwerke einer Schwingungsquelle mit Frequenz ω entnommene Schwingungen cos ω t bzw. sin ω t modulieren; die Summierung dieser modulierten Schwingungen cos ω t sin φ bzw. sin ω t cos φ ergibt eine phasenmodulierte Schwingung sin (toi + ψ).

Die Erfindung hat den Zweck, eine solche Schaltung zu vereinfachen, indem in ihr keine photoelektrischen Zellen oder gesonderte Modulatorstufen benutzt werden.

Gemäß der Erfindung sind bei einer Schaltung, bei der die phasenmodulierten Schwingungen durch Summierung wenigsten zweier in Abhängigkeit von dem Momentanwert der Modulationsschwingung amplitudenmodulierter Hochfrequenzschwingungen mit gleicher Frequenz und konstantem Phasenunterschied gebildet werden, die unter Zuhilfenahme einer elektrischen Entladungsröhre mit gerichtetem Elektronenbündel erzeugt werden, deren Ablenksystem die Modulationsschwingung zugeführt wird, die Elektroden der Entladungsröhre derart gestaltet und angeordnet, daß an der Anode der Entladungsröhre wenigstens zwei der erwähnten amplitudenmodulierten Hochfrequenzschwingungen erzeugt werden.

Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Mit Hilfe einer elektrischen Entladungsröhre 1 mit Kathode 2 und den Beschleunigungselektroden 3 und 4 wird ein gerichtetes flaches Elektronenbündel erzeugt. Der zwischen den Elektroden 3 und 4 liegenden Elektrode 5 wird eine Hochfrequenzschwingung mit Frequenz ω zugeführt, die einer

«5 Hochfrequenzspannungsquelle entnommen wird, die einfach als eine außerhalb der Röhre 1 angeordnete Spannungsquelle dargestellt ist; diese Schwingungen können jedoch auch durch regenerative Rück-.kopplung zwischen den Gittern 3 und 5 erzeugt werden, wobei im .allgemeinen die Speisespannung dem Gitter 5 zugeführt wird. Die Frequenz ω ist vorzugsweise sehr konstant, und zu diesem Zweck kann an der Quelle 8 in bekannter Weise ein Kristallgenerator verwendet werden.

Infolge dieser Hochfrequenzschwingungen wird eine Dichtenmodulation des Bündels erreicht, so daß sich die augenblickliche Stromdichte des Bündels mit der Frequenz ω ändert.

Das flache Elektronenbündel passiert darauf das Ablenksystem 9, dem die von einer Niederfrequenzspannungsquelle 10 gelieferten Modulationsschwingungen mit Augenblickswert φ zugeführt werden, und es wird darauf linienförmig auf die beiden Anoden 11' und 11" der Entladungsröhre 1 fokussiert, die mit sinusförmigen Einschnitten versehen sind, wie dies in Fig. 2 schraffiert angegeben ist.

Die Amplitude des hochfrequenzmäßig mit der Frequenz ω dichtenmodulierten Elektronenbündels wird sich somit gemäß 1 + sin φ bzw. 1 + cos φ ändern.

Die beiden Anoden 11' und 11" sind über phasendrehende Netzwerke 6 und 7 mit der Klemme 13 verbunden, die weiter über einen eine Rückwirkung ausschließenden Widerstand 12 mit der Spannungsquelle 8 verbunden ist.

Die Spannung an der Klemme 13 besteht somit aus drei Komponenten, und zwar einer unmodulierten über den Widerstand 12 und den beiden modulierten, über die Netzwerke 6 und 7 zugeführten Spannungen. Im Vektordiagramm der Fig. 3 sind diese Komponenten mit den Vektoren 12, 6 und 7 bezeichnet, wobei die neben den Vektoren 6 und 7 dargestellten Sinusoide die Längen dieser Vektoren für verschiedene Werte der Modulationsspannung φ angeben.

In der Formel findet man für diese Vektoren cos ω t — sin ω t; sin 99 ί ·( ι — cos φ) bzw. cos ω t (1 + sin φ); die an der Klemme 13 erzeugte Gesamtspannung hat somit einen Wert von —coscuf — sin ω ί + sin ω ί (ι + cos φ) + cos ω t (ι + sin φ) ηο = sin (ωί + φ).

Nachstehend werden mehrere Abarten der beschriebenen, erfindungsgemäß gestalteten Ausführungsform erörtert.

a) Die beiden den phasendrehenden Netzwerken 6 und 7 entnommenen modulierten und phasenverschobenen Hochfrequenzschwingungen können erzeugt werden, indem z. B. zwei Gitter 5 verwendet werden, wobei das eine Gitter das der Anode 11' zugeführte Elektronenbündel hochfrequenzmäßig gemäß einer Funktion sincuf in der Dichte moduliert, während das andere das der Anode 11" zugeführte Elektronenbündel gemäß einer Funktion cos ω t in der Dichte moduliert. In diesem Falle brauchen die beiden Anoden 11' und 11" elektrisch nicht getrennt zu sein. Es ist dabei auch z. B. möglich, eine mit Einschnitten versehene Anoden' zu verwenden, wobei zwei dichtenmodulierte Bündel j nebeneinander auf diese Elektrode in einem gegenj seitigen Abstand fokussiert werden,* welcher der erforderlichen Niederfrequenzphasenverschiebung entspricht (in Fig. 2 mit den gestrichelten Linien 15 und 16 bezeichnet).

Die Dichtenmodulation kann z. B. auch bewirkt werden, indem zwei von der Hochf requenzspannungsquelle 8 gelieferte phasenverschobene Schwingungen den beiden Anoden 11' und 11' zugeführt werden. Die Amplitude dieser Hochfrequenzschwingungen muß dabei jedoch einen verhältnismäßig hohen Wert haben, um den Elektronenstrom zu den Elektroden 11' und 11" merklich zu beeinflussen, wobei sich im ersteren Fall außerdem die Schärfe der Abbildung des Elektronenbündels auf diesen Elektroden 11' und 11" verschlechtert, was dadurch vermieden werden kann, daß eine mit Einschnitten versehene, der in Fig. 2 dargestellten ähnliche Elektrode als Schattenelektrode vor zwei getrennten Anoden 11' und 11" angeordnet wird, denen in diesem Fall naturgemäß keine besondere Gestalt erteilt zu werden braucht.

Statt die Hochfrequenzschwingungen mit. der Frequenz ω den Anoden 11' und 11" zu entnehmen, kann auch eine höhere Frequenz oder eine Sub-■ harmonische dieser Frequenz verwendet werden.

b) Die phasenmodulierte Schwingung kann aus drei oder mehr modulierten, gegebenenfalls symmetrisch in der Phase verschobenen Hochfrequenzschwingungen zusammengesetzt werden. Ein Beispiel dafür ist im Vektordiagramm der Fig. 3 a dargestellt; hier ist sie aus den drei Schwingungen iao cos ωί, cos (ωί+120) und cos (cJt + 240) zusammengesetzt, deren Amplituden von Augenblickswert φ der Niederfrequenzquelle 10 gemäß der Funktion (1 +sin φ) bzw. 1 + sin (φ — i2o) bzw. ι + sin (φ — 240) abhängen. Dabei werden drei iss Anoden verwendet, die Einschnitte gemäß sin φ,

sin (φ— I2o) und sin (φ — 240) aufweisen, wobei es möglich ist, eine dritte, nicht mit Einschnitten versehene Anode z. B. hinter den beiden anderen Anoden derart anzuordnen, daß der Schatten dieser Elektroden auf der dritten gerade den erforderlichen Einschnitten entspricht. Anstatt das Elektronenbündel unter Zuhilfenahme der Elektrode 5 in der Dichte zu modulieren, kann weiter auch eine Hochfrequenzspannung von geringer Amplitude z. B. in Reihe mit der Spannungsquelle 10 wirksam gemacht werden, wodurch das auf die Anoden 11 auftretende Elekt-ronenbündel solche hochfrequenzmäßigen seitlichen Verschiebungen erfährt, daß Hochfrequenzschwingungen entstehen', deren Amplitude der Abgeleiteten der in Fig. 2 dargestellten Anodeneinschnitte entspricht. In diesem Fall kann die über den Widerstand 12 zugeführte Schwingung unterbleiben, so daß die phasenmodulierte Schwingung durch die Addierung zweier amplitudenmodulierter

ίο Schwingungen gebildet wird.

c) Das flache Elektronenbündel kann z. B. unter Zuhilfenahme eines z. B. zum System 9 senkrechten Hilfsablenksystems erzeugt werden, dem eine Hochfrequenzschwingung mit einer Wirkungsweise ährtlieh derjenigen, wie sie bei der in der Einleitung erwähnten bekannten Schaltung beschrieben worden ist, zugeführt wird.

Wenn das Ablenksystem 9, das die Gestalt von Ablenkplatten oder Ablenkspulen haben kann, eine nichtlineare Ablenkung des Elektronenbündels herbeiführt, kann ihr die Gestalt der Elektroden 11' und n" angepaßt werden.

Das Elektronenbündel kann unscharf auf einer Anode mit periodischen Einschnitten oder Aussparungen abgebildet werden, wobei die Periode der Aussparung ungefähr der doppelten Breite des Elektronenbündels entspricht. Fig. 2a stellt ein Beispiel einer solchen Anode dar, in der kreisförmige Aussparungen angebracht sind, deren Durchmesser gleich dem Abstand zwischen zwei kleinen aufeinanderfolgenden Kreisen und gleich der Breite des mit gestrichelten Linien angegebenen Elektronenbündels ist, dessen Elektronendichtenverteilung oberhalb der Figur angegeben· ist.

Es ist in diesem Fall möglich, dafür zu sorgen, daß die Amplitude der Hochfrequenzschwingung als Funktion des Augenblickswerts φ der dem Ablenksystem 9 zugeführten Modulationsschwingung einen annähernd sinusförmigen Verlauf hat.

Es ist selbstverständlich, daß die in Fig. 2 a dargestellte Elektrode z. B.· auch als Schattenelektrode vor einer oder zwei Anoden angeordnet werden kann und daß von diesen Anoden dann die modulierten Hochfrequenzschwingungen abgefangen werden.

Claims (4)

1. Patentansprüche.·

   i. Schaltung zur Erzeugung phasenmodulier-

   ter Schwingungen unter Zuhilfenahme einer elektrischen Entladungsröhre mit gerichtetem Elektronenbündel, bei der einem Ablenksystem eine Modulationsschwingung zugeführt wird, wobei die phasenmodulierte Schwingung durch Summieren wenigstens zweier in der Amplitude in Abhängigkeit von dem Augenblickswert der Modulationsschwingung modulierter Hochfrequenzschwingungen mit gleicher Frequenz und gleichbleibendem Phasenunterschied gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden der Entladungsröhre derart gestaltet und angeordnet sind, daß an der (den) Anode(n) der Entladungsröhre wenigstens zwei der erwähnten amplitudenmodulierten Hochfrequenzschwingungen erzeugt werden.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei der erwähnten amplitudenmodulierten Hochfrequenzschwingungen über zwei phasendrehende Netzwerke zwei elektrisch getrennten Anoden der Entladungsröhre entnommen werden.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Elektronenbündel getroffene Elektrode mit periodischen Aussparungen versehen ist, deren Periode annähernd gleich der doppelten Breite des Elektronenbündels an der Stelle dieser Elektrode ist.
4. 4. Elektrische Entladungsröhre zur Verwendung in einer Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (2, 3, 4) zur Erzeugung eines gerichteten Elektronenbündels, Dichtenmodulationsmittel (5) dieses Elektronenbündels, Ablenkmittel (9) zur Ablenkung des Bündels und wenigstens zwei Auffangelektroden (11' und 11"), auf denen sich beim Betrieb eine Elektronenlinie bildet, deren Länge sich durch Ablenkung des Bündels ändert.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   O 762 7.51