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Amplituden- oder frequenzmodulierte Hochfrequenzsenderschaltung Bei
amplituden- oder frequenzmodulierten Hochfrequenzschaltungen wird häufig aus der
modulierten Hochfrequenzspannung durch Demodulation eine niederfrequente Gegenkopplungsspannung
gewonnen, durch welche die Modulationskennlinie für Amplitudenmodulation oder Frequenzmodulation
linearisiert und Spannung oder Frequenz stabilisiert werden. Ein Schema einer solchen
Senderschaltung zeigt die Fig. 1. Dem Modulator M wird vom Hochfrequenzoszillator
Os eine Hochfrequenzspannung und außerdem eine Modulationsspannung NF zugeführt.
Der Ausgang der Senderschaltung ist mit HF bezeichnet. Aus der modulierten
Hochfrequenzspannung wird am Demodulator Dem eine Niederfrequenzspannung
gewonnen, im Tiefpaß TP von der Hochfrequenz getrennt und in Gegenkopplung mit der
modulierenden Eingangsspannung wieder dem Modulator M zugeführt. Die Trennung von
Hochfrequenz undr Niederfrequenz im TiefpaB ist der kritische Punkt dieser Schaltungen.
Läßt man den Tiefpaß weg, so kann eine unerwünschte hochfrequente Rückkopplung eintreten.
Fügt man ihn ein, so erhält man einen Frequenzgang, wobei die niederfrequente Gegenkopplung
leicht in eine Rückkopplung umschlägt.
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Die Erfindung gibt einen Weg an, durch den die Nachteile der bekannten
Schaltungen beseitigt werden.
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Gemäß der Erfindung ist der Demodulatorkreis Teil eines Neutralisations-
oder Rückkopplungskreises,
so daEt eine der demodulierten
Spannung noch, überlagerteMäehfrequefnespannung die durch diese Kreise beabsichtigte
Wirkung unterstützt. Die Schaltungen können dabei so ausgebildet sein, daß die eintretende
Hochffequenzrückkopplung einstellbar ist und entweder zur Selbsterregung und Steuerung
des Senders benutzt oder im Falle eines fremder, 5, ten amplitudenmodulierten Sendeis
durch Eint lang auf Null neutralisiert werden kann.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Fig. 2 bis 5,
in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele dargestellt sind, erläutert.
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Die Fig. 2 zeigt einen selbsterregten Sender mit linearisierter Amplitudenmodulation.
Der Abstimmkreis CL" liegt an der Anode der Senderpenthode V. Die Rückkoppelspule
Ld ist fest mit der Spule La des Abstimmkreises-gekoppelt. Ap ihr entsteht eine
Hochfrequenzspapnung, deren größter Teil Ud an der Anode der Diode D liegt und deren
kleinerer Teil Up als Rückkopplungsspannung am Steuergitter der Röhre V liegt:
Dies ist durch die Kondensatoren C,9 und C,, die .die Rückkoppelspule beidseitig
an Kathodeppotential legen (kapazitive Dreipunktschaltung), erreicht: Wenigstens
einer der Kondensatoren, insbesondere der dem Steuergitter entfernterlegenide,I`oäensator
C,, ist dabei veränderbar. Durch Vergrößern des Kondensators C, vergrößert man die'
Rückkopplung. Die Kapazität Co wirkt gleichzeitig als Ladekondensator und ergibt
mit dem Abletwiderstand R die Zeitkonstante. Der Al CL. ist über einen vorzugsweise
veränKondensator C" mit dem Rückkopplung .verbunden. Durch Vergrößern von C" kann
man die-Rückkopplung zu Null machen, also Neutralisation erreichen: Der Vorteil
dieser Schaltun ist; daß man dann mit verhältnismäßig kleinen Kapazitäten auskommt
und kleine Zeitkonstanten, g. B. io--@ bis io-a Sekunden, erreichen kann. . .
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Bei richtig eingestellter Rückkopplung braucht die Röhre V zur Selbsterregung
eine ganz bestimmte Steilheit, :also praktisch eine bestimmte Gittergleichspannung;
x,. B. -5 V. Gibt man der Kathode der Diode D die Spannung o V, so wächst die Hochfrequenzspannung
so weit, bis durch Gleichrichtung von Ua die nötige Gitterspannung von -5 V herrscht;
gibt matt eine positive oder negative Vorspannung,, sch muß die Hochfrequenzamplitude
um den gleichen Betrag au- oder abnehmen, damit sich wieder die Zichtige Gittervorspattnung
einstellt. Man erhält also eine, gut lineare Modulationskennlinie entsprechend Fig.
3 innerhalb des von der Röhre V aussteuerbaren Bereiches. Im Schaubild der Fig.
3 sind dabei auf-der Ordinate die Hochfrequenzspannungen uf'd auf der Abszisse die
Niederfrequenzspann ewa aufgetragen. Die Kennlinie I gilt hier für ein" > zoo k
S? und die Kennlinie II für R. etwa gleich xb k s1.
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Ein besonderer Vorteil der, in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung
ist, daß man leistungslos modulieren karg und im Verhältnis Ui : UD größere
Linearitat und Regelechärfe hat. Die eintretende Hochfrequenzrückkopplung ist einstellbar
und kann im Falle einer Fremderregung durch Einstellung auf Null neutralisiert werden.
Der Gleichrichter D muß dabei linear arbeiten, ebenso muß die Steilheit der Modulatorröhre
möglichst linear mit der Gitterspannung verlaufen. Dies ist aber bei steilen Penthoden
ohne weiteres der Fall.
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Um eine etwa noch störende Frequenzmodulation, die ja bei der selbsterregten
Schaltung auftritt, zu beseitigen, kann es unter Umständen zweckmäßig sein, Mittel
zur Glättung der Gegenspannung vorzusehen oder Gegentaktschaltungen anzuwenden.
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Rin weiteres Ausführungsbeispiel einer Sender-#chaltung gemäß der
Erfindung, bei der der Demodulationskreis als Rückkopplungskreis benutzt ist, um
den Kreislauf der Gegenkopplung möglichst kurz und einfach zu machen, zeigt die
Fig. 4. Zwei Schwingröhren I und II, insbesondere Penthoden, arbeiten parallel auf
den Anodenschwingkreis A mit der Kapazität Ca und der Induktivität La, während ihre
Steuergitter die Rückkopplungsspannung U, über die Rückkoppelspule L, erhalten.
Die einseitig an Kathodenpotential liegende Rückkoppelspule Lo ist mit ihrem anderen
Ende etwa an die Mitte der Induktivität des Schwingkreises B geführt, der induktiv
mit dem Kreis A gekoppelt ist. Durch den Schwingkreis B wird eine um 9o° gegen
Up gedrehte Spannung ± UB eingeführt, so daß die resultierende Gitterwechselspannung
an der Röhre I nach links, an der Röhre II nach rechts verdreht ist. Die Richtung
der Spannungen ist aus Fig. 5 a zu ersehen. Solange beide Röhren I und II mit gleicher
Steilheit arbeiten, liegt die Summe ihrer Anodenströme lai + lag = Ja wieder
in Phase mit der Rückkopplungsspannung Ug, wie es die Fig. 5 b zeigt. Moduliert
man aber ihre Steilheit gegensinnig mit Hilfe der durch die Dioden III und IV gewonnenen
Gittergleichspannungen, so verdreht sich der Anodenstrom Ja' = lai
+ laii um einen Winkel 97. Diese Phasendrehung beantwortet der Sclnvingkreis
mit einer Frequenzverstimmung
welche die Phasenverschiebung zwischen Ja' und U. wieder ausgleicht. Man erhält
so eine Frequenzabweichung 0 f von der Größe
Es ist dabei die Kreisgüte mit Q und die Trägerfrequenz mit f bezeichnet.
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Die Modulationsspannung für Frequenzmodulation führt man im Gegentakt
zu, wie in der Fig. 4 bei UFy durch die Pfeile angedeutet ist. Entsprechend werden
sie für Amplitudenmodulation im Gleichtakt angelegt (UAy in Fig. 4).
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Bei Frequenzmodulation pendelt die Spannung UB um einen
Winkel ± il längs der Kreisbögen der Fig. 5c, denn nur für die Resonanzfrequenz
des Kreises B ist 'P = o. Die Wechselspannungen Um und UIv an den Dioden III und
IV schwanken dann im Gegentakt. Ihre Richtspannungen ändern die Gittergleichspannungen
der Schwingröhren I und II im Sinne einer Gegenkopplung der Frequenzmodulation;
daß die Gitterwechselspannungen der Schwingröhren wie UIII und UIVschwanken, ist
ohneEinlpß,
da ihre Resultierende auch bei Schwankung in der Richtung
von U9 liegt.
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Man kann die Regelschärfe erhöhen, wenn man z. B. durch kleine vorgeschaltete
Kapazitäten die Hochfrequenzspannungen an den Gittern der Röhren I und II kleiner
macht als die Hochfrequenzspannungen an den Diodenstrecken.
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Während der Vorteil der Erfindung bei Amplitudenmodulationsschaltungen
eine trägheitsarme Amplitudenregelung und lineare Amplitudenmodulation ist, erzielt
man mit einer Frequenzmodulationsschaltung lineare Frequenzmodulation und gleichzeitig
konstante Amplitude bei Frequenzmodulation. Man erspart dadurch andere Maßnahmen
zur Amplitudenbegrenzung auf der Senderseite. Der Frequenzmodulationsdemodulator,
der sonst für sich allein einen Kreis A und B erfordern würde, wird
jetzt mit den entsprechenden Kreisen des Senders vereinigt. Bei starker Frequenzmodulationsgegenkopplung
ist nicht mehr der Kreis A, sondern der Kreis B frequenzbestimmend, den man dann
als Steuerkreis mit hoher Resonanzschärfe ausbilden kann.