DE839948C

DE839948C - Verfahren zur Herstellung und Modulation elektrischer Impulse bzw. periodischer Impulsfolgen

Info

Publication number: DE839948C
Application number: DEP7287A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr-Ing Prokott
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1952-05-26

Description

Verfahren zur Herstellung und Modulation elektrischer Impulse bzw. periodischer Impulsfolgen Die bekannten Verfahren zur Impulsherstellung beruhen im wesentlichen darauf, daß eine ursprünglich mehr oder weniger sinusförinig verlaufende Schwingung in einer nicht linear arbeitenden Schaltungsanordnung, meistens mit Hilfe von Elektronenröhren, zunächst verzerrt wird und dann mit Hilfe von Differentiation aus den Kurvenabschnitten großer Flankensteilheit einzelne Impulse gewonnen werden, deren Verlauf mit Hilfe von weiteren Röhrenschaltungen durch Begrenzung auf die gewünschte Form, z. B. Rechteckgestalt, gebracht wird. Der dabei notwendige Aufwand, insbesondere an Röhren, ist ziemlich groß.
Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren zum Gegenstand, das sich bei Verwendung einer geeigneten, beispielsweise sinusförmigen Steuerschwingung von (lern bisher gebräuchlichen dadurch unterscheidet, daß die Funktion der Verzerrung und Begrenzung unter Wegfall von Differentiationsschaltungen in einer Differenzschaltung zweier Elektronenröhren vorgenommen wird. Dieses Verfahren, das weiter unten noch näher erläutert wird, hat gegenüber den bereits bekannten nicht nur den Vorteil, daß es mit geringerem Aufwand ausführbar ist, es bietet insbesondere zugleich die Möglichkeit, die Impulse bzw. I4npulsfolgen nahezu verzerrungsfrei zu modulieren.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.
Aus einer sinusförmigen Wechselspannung, deren Frequenz die Impulsfolgefrequenz bestimmt, werden gemäß Fig. Z mittels eines Transformators T mit Gegentaktsekundärwicklung zwei zunächst genau gegenphasige Sinusspannungen gewonnen. Anschließend wird die eine Spannung gegenüber der anderen mittels der Schaltelemente Cp und Rp so in der Phase verschoben, daß die gegenseitige Phasenlage um einen bestimmten Betrag x von 18o° abweicht, und die derart phasenverschobenen Spannungen werden den Steuergittern der Röhren i und 2 zugeleitet. Die Röhren i und 2 werden als Rechteckbegrenzer betrieben, und zwar wird die Gittervorspannung UB., z. B. bei fehlender Aussteuerung, so eingestellt', daß man nahezu den unteren Knick der Begrenzerkennlinie erreicht, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Es ist jedoch auch eine hiervon abweichende Einstellung möglich. Wesentlich ist, daß die Gitterwechselspannungen so groß gemacht werden, daß der Anodenstrom jeder Röhre sprungartig ein- und aussetzt, wie es in Fig. 3 angedeutet ist. Die Fig. 31 und 3 b zeigen den zeitlichen Verlauf der beiden Wechselspannungen, die den Röhren i und 2 zugeführt werden. Infolge der am Fußpunkt der Anodenstrom-Gitterspannungskennlinie und durch Gitterstromeinfluß auftretenden Begrenzerwirkung verursachen sie Anodenströme, deren Verlauf in Fig. 3 c und 3 d aufgezeichnet ist.
Der Sinn der obenerwähnten Phasenverschiebung x abweichend von i8o° ist es nun, im zeitlichen Verlauf des Gesamtanodenstromes der Röhren i und 2, der durch den Widerstand RA (Fig. i) fließt, Intervalle auftreten zu lassen, in denen kein Strom fließt, und zwar einmal in jeder Periode. Durch geeignete Wahl der Phasenverschiebung x und durch eine entsprechende Begrenzereinstellung kann sowohl die Länge wie auch die Lage der von den einzelnen Röhren i und 2 gelieferten Impulse und damit auch die Summenkurve beeinflußt werden. Es geht aus Fig. 3 hervor, daß die Röhre i, z. B. während der Zeit von t1 bis t2, Strom führt und die Röhre 2 während der Zeit von t$ bis t4. Wird der Stromfl-ßwinkel jeder Röhre durch eine entsprechende Gittervorspannung unter Berücksichtigung der Gitterstromeinwirkung auf die Vorspannung kleiner gemacht als 18o° und gleichzeitig die gegenseitige Phasenverschiebung so eingestellt, daß die Zeiten, in denen Strom fließt, in jeder Periode so aufeinander folgen, daß der in Fig. 3 e dargestellte Gesamtstrom in jeder Periode einmal unterbrochen wird, so erhält man während der Zeit t am Widerstand RA einen positiven Spannungsimpuls. Dies ist aus der Darstellung für den zeitlichen Verlauf der Anodenspannung aus Fig. 3,f ersichtlich. Diese Spannung kann über den Kondensator CA abgenommen und weiter verwendet werden.
Die Länge t des Impulses kann nun in einfacher Weise dadurch verlängert werden, daß unter sonst gleichbleibenden Bedingungen die Gittervorspannung verändert wird, so daß sich die Zeitpunkte ti, t2 bzw. 1" t4 verlagern, was einer Änderung des Stromflußwinkels entspricht. Wird z. B. mittels einer Modulationsspannung Um, die der Gittervorspannung U", überlagert wird, der Arbeitspunkt der Röhren ins Positive verlagert, so werden die Zeitintervalle, während deren Strom fließt, länger, und sie werden kürzer, wenn man den Arbeitspunkt in Richtung negativer Werte verlagert. Dementsprechend werden die Stromunterbrechungszeiten i kürzer bzw, länger. Durch Verlagerung des Arbeitspunktes mittels einer Modulationsspannung, die beispielsweise über den Übertrager M (Fig. i) zugeführt wird, kann man also die Impulse in der Länge (Dauer) modulieren und somit Zeichen auf die Impulsfolge übertragen. Der Vorgang der Impulslängenmodulation (Impulsdauermodulation), wie er mittels einer Schaltung nach Fig. i ermöglicht wird, ist in Fig. 4 als Teil eines vergrößert gezeichneten Abschnittes der Fig. 3 nochmals besonders dargestellt.
Fig: 4 a zeigt die annähernd geradlinig verlaufenden Abschnitte der Sinuskurven der Steuerwechselspannungen gemäß Fig. 3 a und 3 b in Nulliniennähe und Fig. 4 b die entsprechenden Impulse, deren Länge sich ändert, je nachdem zu welchen Zeitpunkten die Momentanwerte der Steuerwechselspannungen mit der Gittervorspannung U", übereinstimmen. Die Modulationsspannung kann auch einer anderen Elektrode der Röhre oder auch mehreren gleichzeitig zugeführt werden.
Eine weitere Schaltung, in der die Impulse an sich nach dem gleichen Verfahren hergestellt werden können, ist in Fig. 5 aufgezeichnet. Der Unterschied gegenüber der Schaltung nach Fig. i besteht im wesentlichen darin, daß die Modulationsspannung über den Übertrager M den Röhren i und 2 im Gegentakt zugeführt wird, während dies bei Fig. i im Gleichtakt geschieht. Werden die blodulationsspannungen im Gegentakt wirksam, so werden bei gleichen Amplituden der Steuerwechselspannungen bzw. entgegengesetzt gleichen Steilheiten der in Fig. 6 a dargestellten Kurvenabschnitte, die denen der Fig. 4 a entsprechen, die Stromeinsatzpunkte bzw. Aussetzpunkte bei der einen Röhre um ebensoviel vorverlegt wie bei der anderen, 'wenn die Gittervorspannung sich bei der einen Röhre um den gleichen Betrag erhöht, um den sie sich an der anderen Röhre erniedrigt. Die Wirkungsweise wird an Hand der Fig. 6 erläutert, und es ist hieraus ersichtlich, daß bei gleichbleibender Impulslänge die zeitliche Lage der Impulse mittels einer Modulationsspannung geändert werden kann. Es ist also möglich, mit dieser Schaltung eine Impulsphasenmodulation zu bewirken.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung und Modulation (Impulsdauer- bzw. Impulsphasenmodulation) elektrischer Impulse bzw. periodischer Impulsfolgen unter Verwendung einer sinusförmigen Steuerschwingung, welche die Impulsfolgefrequenz bestimmt, dadurch gekennzeichnet; daß man die Maßnahmen zur Verzerrung und Rechteckbegrenzung der Steuerschwingung sowie jene Maßnahmen zur Impulsbildung selbst in einer Differenzschaltung zweier Elektronenröhren (i und 2) anbringt und, die Modulationsspannung gleichartigen Elektroen der beiden Röhren (i und 2) zuführt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei um annähernd um 18o° in der Phase gegeneinander verschobene Wechselspannungen, deren Frequenz vorzugsweise die Impulsfolgefrequenz bestimmt, im Gegentakt zwei Rechteckbegrenzern, z. B. Elektronenröhren (i und 2), zugeführt werden und daß die Impulse an einem beiden Begrenzerausgängen gemeinsamen Stromkreis abgenommen werden.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulslänge und/oder Impulslage mittels der Gittervorspannung, der Schirmgitterspannung oder. der Spannung einer anderen Elektrode einer Röhre bzw. beider Röhren (i und 2) verändert wird.
4. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulslänge und/oder Impulslage mittels der aus der Steuerspannung durch regelbare Phasenverschiebung gewonnenen beiden Wechselspannungen verändert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Änderung der Gittervorspannung der Röhren (i und 2) durch deren Überlagerung mit einer Modulationsspannung herbeiführt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungen an einer oder mehreren Elektroden der beiden Röhren (i und 2) im Gleichtakt geändert werden, wodurch Impulsdauermodulation bewirkt wird.
7. Verfahren nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Impulsphasenmodulation durch Änderung der Spannungen an einer oder mehreren Elektroden der Röhren (i und 2) im Gegentakt erfolgt.