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Schaltung zur Demodulation einer freguenzmodulierten Schwingung Es
wurde bereits eine Schaltung zum Empfang und Demodulieren einer frequenzmodulierten
Schwingung vorgeschlagen, welche einen Modulator, einen Frequenzdetektor (das ist
eine Vorrichtung, die eine Ausgangsspannung liefert, deren Augenblickswert etwa
proportional zu der Amplitude und der Frequenz der ihr zugeführten Schwingung ist)
und einen getrennten Demodulator enthält. Bei dieser Schaltung werden die Eingangsschwingungen
im erwähnten Modulator mit einer Hilfsspannung in der Amplitude moduliert und darauf
dem Frequenzdetektor zugeführt, in dessen Ausgangskreis eine Spannung erzeugt wird,
die, gegebenenfalls nach Verstärkung, als Hilfsspannung dem erwähnten Modulator
zugeführt wird, und zwar in der Weise, daß die unerwünschte Amplitudenmodulation
der Eingangsschwingung herabgesetzt wird und die demodulierte Schwingung über den
getrennten Demodulator dem Eingang des Frequenzdetektors entnommen wird.
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Insbesondere wird in der Schaltung nach diesem älteren Vorschlag noch
als getrennter Demodulator ein Frequenzdetektor verwendet, dem die im Eingangskreis
des zuerst genannten Frequenzdetektors auftretende Schwingung zugeführt wird und
dessen Ausgang die demodulierte Schwingung entnommen wird.
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Die erfindungsgemäße Schaltung entspricht dieser bekannten Schaltung
bis auf den Unterschied, daß der zuerst genannte Frequenzdetektor durch eine Vorrichtung
ersetzt ist, deren Ausgangsspannung abhängig von der Amplitude und der Frequenz
der zugeführten Schwingung ist, aber ihr nicht proportional zu sein braucht.
Nach
der Erfindung weist die genannte Vorrichtung eine solche Frequenzkurve auf, 'd.
h. die Ausgangsspannung dieser Vorrichtung ist derart abhängig von der Augenblicksfrequenz
der bei gleichbleibender Amplitude ihr zugeführten Schwingung, daß die Nichtlinearität
des Frequenzdetektors, dem die. demodulierte Schwingung entnommen wird, ausgeglichen
wird.
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Die Erfindung wird an Hand der in den Fig. i und 3 dargestellten Schaltungen
erläutert, während in der Fig.2 die Demodulationskürve des in diesen Schaltungen
verwendeten Frequenzdetektors und die Frequenzkurve der erwähnten Vorrichtung dargestellt
sind.
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In der Schaltung nach Fig. i, die größtenteils dem älteren Vorschlag
entspricht, wird die Eingangsschwingung über die Eingangsklemmen 2o einer als Vorverstärkerstufe
und gleichzeitig als Modulatorstufe wirkenden Röhre i zugeführt, in der sie mit
einer über die Leitung 31 zugeführten Spannung in der Amplitude moduliert wird.
Die Ausgangsschwingung der Röhre i wird dann nochmals in der Röhre 2 verstärkt und
darauf einer Vorrichtung 4o zugeführt, welche ein frequenzabhängiges Netzwerk 37,
38 und einen Gleichrichter 3 mit einem Ausgangsfilter 4 besitzt, das für die Modulationsfrequenz
eine kleine Zeitkonstante aufweist und an dem eine Spannung erzeugt wird, die gegebenenfalls
nach Verstärkung, z. B. nach Reflexverstärkung in der Röhre 2, über das Filter 7,
den Trennungskondensätor 8 und die Leitung 31 als Modulationsschwingung der Röhre
i zugeführt wird. Hierdurch wirddieanfänglichnochvorhandene Amplitudenmodulation
erheblich, etwa um den Faktor ioo, vermindert, es verbleibt aber noch eine restliche
Amplitudenmodulation, die vom Frequenzhub der Eingangsschwingung gemäß einer Funktion,
die reziprok zur Frequenzfunktion der Vorrichtung 40ist, abhängig ist.
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Die Erfindung benutzt die durch die Frequenzkurve der Vorrichtung
4o bedingte Amplitudenmodulation der im Ausgangskreis der Röhre 2 erzeugten Schwingung,
um die Nichtlinearität des Frequenzdetektors 41, dem schließlich die demodulierte
Schwingung entnommen wird, auszugleichen.
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Der Frequenzdetektor 41 kann z. B. als Einphasenfrequenzdetektor ausgebildet
sein, wobei dann mit Hilfe der Vorrichtung 4o ein Ausgleich der zweiten Harmonischen
eines solchen Detektors 41 zugleich mit einer Unterdrückung der unerwünschten Amplitudenmodulation
möglich wird.
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Es wurde bereits eine ähnliche Schaltung' vorgeschlagen, bei der aber
die Ausgangsspannung und die Modulationsspannung einem und demselben Frequenzdetektor
entnommen werden. Es ist dabei viel schwieriger, einen guten Ausgleich z. B. der
zweiten Harmonischen in der Demodulationskurve des Frequenzdetektors, dem die Ausgangsspannung
entnommen wird, zu bewirken, ohne- dabei Verzerrungen höherer Ordnung wieder einzuführen;
außerdem wird dabei auch keine Unterdrückung der unerwünschten Amplitudenmodulation
erreicht.
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In dem in Fig. i dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Frequenzdetektor
41 als Gegentaktdetektor ausgebildet. In diesem Falle entsteht eine sehr wirksaure
Schaltung,. bei der die dritte Harmonische des Frequenzdetektors 41 unterdrückt
wird. Gleichzeitig können sämtliche in der Schaltung verwendeten Kreise auf die
Mittelfrequenz der Eingangsschwingung abgestimmt sein, wodurch die Regelung der
Schaltung in hohem Maße vereinfacht wird.
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Der Gegentaktdetektor 41 besitzt zu diesem Zweck, wie üblich, die
auf die Mittelfrequenz abgestimmten gekoppelten Kreise 32 und 33 und die De tektordioden
34 und 35. Dem Ausgangsfilter 36 des FrequenzdetektOrs 41 wird die demodulierte
Niederfrequenzspannung entnommen.
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Bekanntlich weist die Niederfrequenzausgangsspannung eines Gegentaktfrequenzdetektors
mit angemessener linearer Demodulationskurve, dem der Ausgangsstrom des Begrenzers
mit praktisch konstanter Amplitude zugeführt wird, einen kleineren Wert auf, als
bei Opferung der Linearität möglich wäre. Wird dagegen der Frequenzdetektor 41 derart
bemessen, daß die Niederfrequenzausgangsspannung maximal ist, so müssen zu diesem
Zweck die Dämpfungen und die Kopplung der Kreise 32, 33 bestimmten Bedingungen entsprechen,
wobei sich ergibt, daß zur Erhaltung einer linearen Demodulation der Steuerstrom
bei einem Frequenzhub zunehmen müßte.
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Bei gleichbleibendem Steuerstrom weist der FrequenzdetektOr 41 daher
eine Kurve auf, wie sie in der Fig. 2 mit a angedeutet ist. Infolge der erfindungsgemäß
durchgeführten Maßnahme nimmt der Steuerstrom bei einem Frequenzhub gemäß der Kurve
b in Fig. 2 zu, indem die Vorrichtung 4o eine Frequenzkurve aufweist, wie sie in
dieser Figur mit c angedeutet ist. Das endgültige demodulierte Signal ist daher
gemäß der Kurve d von einem Frequenzhub der Eingangsschwingung abhängig. Hierbei
ist nahezu ohne zusätzliche Hilfsmittel ein Ausgleich der dritten Harmonischen des
Gegentaktdetektors 41 erreichbar, denn die Vorrichtung 40 ist ja bereits zur Unterdrückung
der unerwünschten Amplitudendemodulation und gegebenenfalls zur Erzeugung der mit
großer Zeitkonstante am Filter 9 auftretenden selbsttätigen Lautstärkeregelspannung
erforderlich. Die Vorrichtung 40 wird mit dem Ausgangskreis der Verstärkerröhre
2 über einen Kreis 37 oder ein Bandfilter 37, 38 gekoppelt, wobei die Kopplungselemente
auf die Mittelfrequenz der Eingangsschwingung abgestimmt sind und die Dämpfung des
Kreises bzw. der Kreise und gegebenenfalls die Kopplung derart gewählt ist, daß
das Abfallen der Übertragungskurve als Funktion der. Frequenz (Kurve c) dem Fehlbetrag,
dem Unterschied zwischen der gewünschten Kurve d und der Kurve a, der Ausgangsspannung
des Gegentaktfrequenzdetektors 41 bei einem Frequenzhub der Eingangsschwingung entspricht.
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In der Fig. 3 ist eine ähnliche Schaltung mit einem Gegentaktfrequenzdetektor4i
und einer die dritte Harmonische ausgleichenden Vorrichtung 4o dargestellt, wobei
die Röhre 2 gleichzeitig als Reflexverstärkerstufe für die am Filter 4 erzeugte
Spannung z. B: mittels des Röhrenteils Kathode, erstes Steuergitter 15 und erstes
Schirmgitter 16 und als Verstärker- und Modulatorstufe für die Eingangsschwingung
mittels des zweiten Steuergitters 14 dient, dem neben der
Eingangsschwingung
über die Leitung 31 die Hilfsspannung für die Amplitudenmodulation zugeführt wird.