DE860227C

DE860227C - Schaltungsanordnung zur Frequenzmodulation einer Oszillatorschwingung

Info

Publication number: DE860227C
Application number: DEN4461A
Authority: DE
Inventors: Johannes Marinus Van Hofweegen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1950-09-28
Filing date: 1951-09-23
Publication date: 1952-10-30
Also published as: FR1043310A; US2662215A; FR104310A; NL78894C; DE860229C

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit einem Oszillator und einem mit ihm gekoppelten Mehrsteuergittermodulator zur Frequenzmodulation der Oszillatorschwingung. Sie bezweckt insbesondere eine Schaltungsanordnung mit besonders guter· Linearität der Modulationskennlinie zu schaffen, z. B. eine Verzerrung von weniger als —6odb bei i°/oo Frequenzhub.

Es wurden bereits viele Vorschläge zum Linearisieren der Modulationskennlinie eines frequenzmodulierten Oszillators gemacht. Es wurde z. B. vorgeschlagen, den Anodenwechselstrom der Modulatorröhre gleichzurichten und in Gegenphase zur Modulationsspannung dem Eingang dieser Röhre zurückzuführen. Es zeigt sich jedoch in der Praxis; daß diese Schaltungsanordnung bei einer höheren mittleren Frequenz der zu erzeugenden frequenzmodulierten Schwingung, z. B. 30 MHz, sich infolge der auftretenden Streukapazität nicht mehr auf einfache Weise ausbilden läßt. Auch hat man schon vorgeschlagen, die Modulatorröhre niederfrequent positiv oder negativ rückzukoppeln, aber diese Rückkopplung ist für die verschiedenen Exemplare derselben Röhrentype verschieden, so daß sie nach jedem Röhren wechsel neu eingestellt werden muß.

Der Erfindung zugrunde liegende Untersuchungen haben ergeben, daß, wenn beispielsweise dem ersten

Steuergitter einer Modulatorpentode die dem Oszillatorkreis entnommene Hochfrequenzschwingung und dem als zweites Steuergitter ausgebildeten Fanggitter die Niederfrequenzmodulationsschwingung zugeführt werden, für einen ganz definierten Wert der negativen Gittervorspannung des zuletzt erwähnten Gitters eine geringe Verzerrung auftritt. Die zu diesem Zweck erforderliche Einstellung dieser Gittervorspannung ist jedoch besonders ίο kritisch und bei jeder Röhre verschieden, so daß beim Austausch der Modulatorröhre eine neue Einstellung erforderlich ist.

Die Erfindung gibt die Möglichkeit, unter Umgehung einer kritischen Einstellung der Modulatorröhre, auf sehr einfache Weise hohe Linearitätsbedingungen der Modulationsschaltung zu erfüllen. Gemäß der Erfindung wird die Nichtlinearität der Modulatorkennlinie, die sich durch die Modulation der Osz'illatorschwingung an einem und der Modulationsschwingung an einem anderen Steuergitter des Modulators ergibt, durch Zuführung der Modulationsschwingung auch zu diesem einen Steuergitter ausgeglichen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung näher erläutert, in der

Fig. ι ein Ausführungsbeispiel und Fig. 2 und 3 Verzerrungskennlinien darstellen. In Fig. ι bezeichnet 1 eine Oszillatorröhre, deren Anode über einen abgestimmten Kreis 2 zum Steuergitter rückgekoppelt ist. Die Spannung am Kreis 2 wird über einen Sperrkondensator 4 und ein praktisch um 90⁰ phasendrehendes Netzwerk, das den Widerstand 5 und die Gitterkathodenstreukapazitätö einer Modulatorröhre 3 enthält, dem ersten Steuergitter 7 dieser Röhre 3 zugeführt, so daß der diese Röhre durchfließende Strom 90⁰ in der Phase gegenüber der Spannung am Kreis 2 verschoben ist. Dieser Strom wird direkt oder aber die entsprechende Spannung wird über das Gitter der Oszillatorröhre 1 dem Kreis 2 zugeführt und wirkt dabei so, als ob eine Reaktanz parallel zu dem Kreis 2 geschaltet wäre. Einem als zweiten Steuergitter 8 ausgebildeten Fanggitter der Röhre 3 wird eine von den Klemmen 9 gelieferte Modulationsschwingung zugeführt, wodurch die Steilheit der Röhre 3 und damit die gleichsam parallel zum Kreis 2 geschaltete Reaktanz in Abhängigkeit von dieser Modulationsschwingung wechselt, so daß sich eine Frequenzmodulation der Oszillatorschwingung ergibt.

Es zeigt sich nun, daß die erzeugte Modulationskennlinie, d. h. der Frequenzhub als Funktion der Modulationsschwingung, eine bedeutende Verzerrung, und zwar im wesentlichen zweite harmonische Verzerrung erfährt, die besonders stark entsprechend der negativen Vorspannung des zweiten Steuergitters 8 wechselt. In Fig. 2 stellen die Kurven a, b, c und d vier Kennlinien für die zweite harmonische Verzerrung d_z dar, als Funktion der negativen Vorspannung F₁₀, die über die Klemme 10 dem zweiten Steuergitter 8 zugeführt wird, gemessen an vier Exemplaren der Röhrengattung EF 50. Wie aus der Figur ersichtlich, weist jede Röhre bei einem ganz definierten Wert der Vorspannung F₁₀, und zwar bei a_x bzw. b_v C₁ und Ct₁ eine besonders geringe zweite harmonische auf, die jedoch schon bei einer etwas verfehlten Einstellung der Vorspannung F₁₀ schnell zunimmt. Außerdem zeigt sie, daß die vorteilhafteste negative Vorspannung Röhre für Röhre verschieden ist, so daß es beim Austausch der Modulatorröhre 3 erforderlich ist, die negative Vorspannung des bteuergitters 8 neu einzustellen.

Gemäß der Erfindung wird die Modulationsspannung auch dem ersten Steuergitter 7 der Modulatorröhre zugeführt. Hierdurch ergibt sich nicht nur ein größerer Frequenzhub der erzeugten Schwingung, sondern auch ein praktisch vollständiger Ausgleich der Verzerrung, so daß nunmehr für die zweite harmonische Verzerrung d₂ die Kennlinie nach Fig. 3 gefunden wird. Überraschenderweise ist das auf diese Weise erzielte Ergebnis bedeutend günstiger als mit dem bereits angeregten Verfahren zur Behebung der Verzerrung erreicht wurde. Insbesondere zeigt sich, daß verschiedene Pentodenröhrentypen, wie die EF 50, die EF 42 und die EF 80, bei denen die Oszillatorschwingung dem ersten Steuergitter 7 und die Modulationsschwingung den beiden Steuergittern 7 und 8 zugeführt wird, vorteilhafte Ergebnisse liefern. Der Bereich / in Fig. 3, in dem die zweite harmonische Verzerrung geringer als — 60 db ist, ist auch erheblich größer geworden, so daß verschiedene Röhrenexemplare bei der gleichen negativen Vorspannung des zweiten Steuergitters 8 betrieben werden können und somit auswechselbar sind. Diese negative Vorspannung ist jedoch für die verschiedenen Röhrentypen verschieden. Es liegt z. B. die vorteilhafteste Einstellung für die EF 50 zwischen — 35 und — 45 V, für die EF 42 dahingegen in der Umgebung von — 10 V.

Obgleich es ferner üblich ist, die negative Gittervorspannung des ersten Steuergitters 7 unter Zuhilfenahme eines entkoppelten Kathodenwiderstandes zu erzeugen, ergibt sich nunmehr in der Praxis, daß weniger Verzerrung auftritt, wenn dieser Kathodenwiderstand ,fortgelassen wird, so daß diese negative Gitterspannung durch Gitterstromgleichrichtung über den Gitter ableitungs wider stand 11 erzeugt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung mit einem Oszillator und einem mit ihm gekoppelten Mehrsteuergittermodulator zur Frequenzmodulation der Oszillatorschwingung, dadurch gekennzeichnet, daß die Nichtlinearität der Modulationskennlinie, die sich durch die Modulation der Oszillatorschwingung an einem und der Modulationsschwingung an einem anderen Steuergitter des Modulators ergibt, dadurch ausgeglichen wird, daß die Modulationsschwingung auch diesem einen Steuergitter zugeführt wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der als Modulator eine Pentode angewendet

wird und bei der die Oszillatorschwingung dem Steuergitter zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationsschwingung dem Steuergitter und dem Fanggitter zugeführt wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergitter der Pentode durch Gitterstromgleichrichtung ihre negative Gittervorspannung erzeugt und dem Fanggitter der Pentode eine negative Vorspannung zugeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen