DE818814C

DE818814C - Schaltung zur Erzeugung phasenmodulierter Schwingungen

Info

Publication number: DE818814C
Application number: DEP20513A
Authority: DE
Inventors: Johannes Marinus Lodev Janssen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1945-11-09
Filing date: 1948-11-04
Publication date: 1951-10-29
Also published as: FR935649A; US2573447A; CH253844A; NL80739C; GB633403A; BE469025A; GB623060A

Description

Zur Erzeugung phasenmodulierter Schwingungen wird gewöhnlich ein Schwingungskreis verwendet, dem eine Spannung konstanter Frequenz mittels eines Oszillators zugeführt wird und der im Rhythmus der Modulationsschwingungen gegenüber der Oszillatorfrequenz verstimmt wird. Diese Verstimmung kann z. B. dadurch erfolgen, daß parallel zum Schwingungskreis eine sog. Reaktanzröhre geschaltet wird, deren Steilheit von den Modulationsschwingungen gesteuert wird.

Mit einer solchen Schaltung werden nur sinusförmige phasenmodulierte Schwingungen erhalten, und außerdem ändert sich der Phasenhub nur über ein verhältnismäßig kleines Gebiet im linearem Verhältnis zur Modulationsspannung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung, mit der pfaasenmodulierte Schwingungen mit beliebiger Kurvenform, wie sägezahnförmiger oder rechteckiger und auch sinusförmiger Kurve, erzeugt werden können und bei welcher der Phasenhub über ein großes Gebiet linearab'hängig von der Modulationsspannung ist.

Die Schaltung nach der Erfindung besitzt eine Oszillatorröhre sowie eine Vorrichtung, z. B. eine Reaktanzröhre, die die Frequenz dieses Oszillators im Sinne einer Frequenzmodulation zu beeinflussen bestrebt ist. Gleichzeitig wird aber der Oszillator von einer Schwingungsquelle derart synchronisiert, daß die Modulation nur Phasenänderungen und keine Frequenzänderungen des Oszillators herbeiführt. Die pliasenmodulierten Schwingungen werden dem synchronisierten und modulierten Oszillator entnommen.

Die vorliegende Erfindung benutzt die an sich be-

kannte Erscheinung, daß bei einem synchronisierten Oszillator, der aus irgendwelchem Grunde seine Frequenz ändern will, aber darin wegen der Synchronisierung gehindert wird, sich der Phasenwinkel der erzeugten Schwingungen ändert.

Dieser Phasenwinkel ist in erster Annäherung proportional dem Unterschied zwischen den Frequenzen der beiden Oszillatoren, der auftreten würde, wenn der eine Oszillator vom anderen nicht

ίο synchronisiert würde. Dadurch, daß ein Oszillator derart moduliert wird, daß bei Abwesenheit der Synchronisierung Freqenzmodulation auftreten würde und dieser Oszillator mit einem anderen Oszillator gleichbleibender Freqenz synchronisiert wird, wird also erreicht, daß der Phasenwinkel der erzeugten Schwingungen sich mit der Modulation ändert, mit anderen Worten, es tritt Phasenmodulation auf.

Um z. B. phasenmodulierte rechteckige Sc'hwin-

ao gungen zu erzeugen, kann ein Multivibrator verwendet werden, bei dem die modulierenden Schwingungen die Gitterspannung einer der Röhren steuern. Ohne die Synchronisierung würde bekanntlich die Frequenz der erzeugten rechteckigen Schwingungen

as über ein ziemlich großes Gebiet linear abhängig von der Modulationsspannung sein. Wird nun der Multivibrator mit einem Oszillator konstanter Frequenz, z. B. mit einem Kristalloszillator synchronisiert, so ist die Frequenz der Multivibratorschwingung unveränderlich, und deren Phase ändert sich entsprechend der Modulation.

Das gleiche Ergebnis wird bei Oszillatoren erzielt, die andere Schwingungsformen, z. B. sägezahnförmige Schwingungen, erzeugen, wenn sie frequenzmoduliert und von einem anderen Oszillator synchronisiert werden.

In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausfülhrungsbeispiele der Schaltung nach der Erfindung dargestellt.

Die Schaltung nach Fig. 1 besitzt einen Multivibrator mit den Röhren 1 und 2, Anodenwiderständen 3 und 4, Gitterableitungswiderständen 5 und 6 und Kopplungskondensatoren 7 und 8. In den Kathodenzuleitungen liegen zur Erzeugung negativer Gittervorspannungen Widerstände 9, 10, die von Kondensatoren u und 12 überbrückt sind.

In Reihe mit dem Gitterableitungswiderstand 6 ist eine Spannungsquelle 13 dargestellt, welche die Modulationsschwingungen dem Gitter der Röhre 2 zuführt. Ohne weitere Maßnahmen würden dann vom Multivibrator rechteckige Schwingungen mit konstanter Amplitude und veränderlicher Frequenz erzeugt werden, wobei der Augenblickswert der Frequenz von der Augenblicksamplitude der Modulationssdhwingungen abhängig wäre, die von der Spannungsquelle 13 geliefert werden. Der Multivibrator wird aber von einer Spannung synchronisiert, die von einem Oszillator 14 herrührt und über den Ableitungswiderstand 5 dem Gitter der Röhre 1 aufgedrückt wird, so daß die Frequenz des Multivibrators konstant gehalten wird und die Modulationsspannung nur Phasenänderungen der Multivibratorschwingung herbeiführt. Die phasenmodulierten Schwingungen können ζ. B. den Klemmen 15 > 16 entnommen werden.

Die dargestellte Schaltung kann auch zur Erzeugung einer phasenmodulierten sinusförmigen Schwingung verwendet werden, indem die Grundfrequenz oder eine Harmonische mittels eines Filters, z. B. eines Schwingungskreises, ausgesiebt wird. Beträgt der maximale Phasenhub der Grundfrequenz ψ, so ist der maximale Phasenhub der w-ten Harmonischen η φ, so daß durch Aussiebung einer höheren Harmonischen in einfacher Weise ein sehr großer Phasenhub erhalten wird, was mit den bekannten Schaltungen nur in viel verwickelterer Weise, nämlich durch Frequenzvervielfachung, erzielt werden kann.

Der Multivibrator braucht nicht auf die gleiche Frequenz wie der Oszillator 14 synchronisiert zu werden. Die Grundfrequenz der Multivibratorschwingung kann auch eine höhere Harmonische oder eine Subharmonische der Frequenz des Oszillators 14 sein.

In Fig. 2 ist eine Schaltung zur Erzeugung sinusförmiger phasenmodulierter Schwingungen schematisch dargestellt.

In dieser Figur ist mit 18 ein Oszillator bezeichnet, der von einer Reaktanzröhre 19 frequenzmoduliert wird. Die von einer Quelle 20 herrührenden Modulationsschwingungen werden dabei der Reaktanzröhre zugeführt. Die vom Oszillator 18 erzeugten Schwingungen werden mit den Schwingungen eines anderen Oszillators 21 mit konstanter Frequenz in einer Mischschaltung 22 gemischt. Die Ausgangsspannung dieser Mischschaltung wird ebenfalls der Reaktanzröhre zugeführt. Bei dieser Schaltung wird der Oszillator unter Vermittlung der Mischschaltung 22 und der Reaktanzröhre 19 vom Oszillator 21 synchronisiert. Wenn die beiden Oszillatoren ursprünglich die gleiche Frequenz haben und nun der Oszillator 18 z. B. seine Frequenz vergrößern will, so tritt im Ausgangskreis der Mischschaltung 22 eine Gleichspannung auf. Diese Gleichspannung steuert die Reaktanzröhre 19, so daß deren Reaktanz zunimmt und die Frequenzzunahme des Oszillators 18 ausgeglichen wird. Die Phase des Oszillators 18 hat sich dabei aber geändert, und zwar in der Weise, daß die Gleichspannung im Ausgangskreis der Mischschaltung aufrechterhalten wird. Durch Frequenzmodulation des Oszillators 18 ändert sich daher die Phase der von ihm erzeugten Schwingungen, und es tritt Phasenmodulation auf.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: ¹¹S

i. Schaltung zur Erzeugung phasenmodulierter Schwingungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung einen Oszillator besitzt und eine Vorrichtung, z. B. eine Reaktanzröhre, die die Frequenz dieses Oszillators im Sinne einer Frequenzmodulation zu beeinflussen bestrebt ist, und daß der Oszillator gleichzeitig von einer Schwingungsquelle derart synchronisiert wird, daß die Modulation nur Phasenänderungen und keine Frequenzänderungen verursacht, wobei die

phasenmodulierten Schwingungen dem synchronisierten und modulierten Oszillator entnommen werden.
2. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichent, daß als synchronisierterundmodulierter Oszillator ein Multivibrator verwendet wird.
3. Schaltung nach Anspruch 1, -dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen des Oszillators und die der synchronisierenden Schwingungsquelle in einer Mischschaltung gemischt werden und daß die Ausgangsspannung der Mischschaltung einer Reaktanzröhre zugeführt wird, welche die Frequenz des Oszillators steuert und der gleichzeitig die Modulationsschwingungen zugeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1975 10. Sl