-
Trockengleichrichtermodulator Bei Mehrfachträgerfrequenzsy stemen
«erden häufig Trockengleichrichtermodulatoren, insbeson.-dere für mehrstufige Modulation,
in Verbindung mit Filtern benutzt, Gemäß der Erfindung werden die Scheinwiderstände
der Filter durch zwischen Filter und Modulator angeordnete Reihen- und/oder Parallelwiderstände
so an den Scheinwiderstand des Modulators fehlangepaßt, daß sich eine minimale oder
andere erwünschte Verzerrung des Nachrichtenbandes ergibt. Es hat sich gezeigt,
daß@ durch die Einschaltung geeigneter Widerstände die Verzerrung auf ein Minimum
reduziert werden kann. oder daß auch andere, erwünschte Verzerrungen erzielt «-erden
können. Die Fehlanpassung könnte beispielsweise derart sein, daß in der letzten
Demodulationsstufe des, fernen Endes unverzerrte Sprache entsteht.
-
Bei einer mehrstufigen Modulation wird der erste Modulator vorzugsweise
durch einen Gegentaktmodulator unter Verwendung von Trockengleichrichtern gebildet
und enthält ein die Sprachfrequenzen begrenzendes Eingangsfilter sowie- einen Ausgangsbandpaß,
für das durchzulassende Seitenband. Das Eingangsfilter ist dem Eingangsscheinwiderstand
des Modulators und des Zwischenfrequenzbandpa,sses über den Sprachfrequenzbereich
und der Eingangsscheinwiderstand des, Zwischenfrequenzbandpasses dem Ausgangsscheinwiderstand
des Modulators und des Eingangsfilters für die Seitenbandfrequenzen
so
fehlangepaßt, daB die Amplitudenfrequenzcharakteristik des Seitenbandes derart ist,
daß in der letzten Demodulationsstufe am anderen Ende unverzerrte Sprache entsteht.
Die Demodulationsstufe ist vorzugsweise entsprechend der Modulationsstufe aufgebaut.
Um den Grad der Fehlanpassung zu begrenzen, können Dämpfungsnet2-"werke in Reihe
mit Trockengleichrichtern liegen.
-
Der zweite Modulator ist gleichfalls vorzugsweise als Gegentaktmodulator
unter Verwendung von Trockengleichrichtern ausgebildet. Ebenso können Dämpfungsnetzwerke
in Reihe mit den Gleichrichtern liegen, zumindest bei den niederen Frequenzkanälen,
um die Amplitudenverzerrungen, die .in dem übertragenen Seitenband entstehen, zu
kompensieren: Man hat gefunden, daßi bei Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung
das Nebensprechen zwischen den einzelnen Kanälen unter dem Wert liegt, der bisher
in der Fachwelt als der niedrigste zu erreichende Wert angesehen wurde.
-
Modulatoren und Demodulatoren sind gleich aufgebaut. Es hat sich jedoch
als günstig gezeigt; Modulatoren und Demodulatoren, obgleich sie in gleicher Weise
zusammengesetzt sind, nicht in der gleichen Art zu schalten. Um einen hohen Grad
von Trägerunterdrückung gegenüber der Sprachfrequenzseite der Anordnung zu erzielen,
wird das Ausgleichspotentiometer der letzten Frequenzwandler in den Demodulationsanordnungen
auf der entgegengesetzten Seite des Frequerzwandlers@ wie bei den Modulationsanordnungen
angeordnet. Abgesehen von diesen kleinen Änderungen und unter Vernachlässigung der
Anordnungen, die zur Frequenzerzeugüng benutzt werden, ändern sich bei den verschiedenen
Kanälen nur die verwendeten. Bandfilter.
-
Zweistufige Modulator- und Demodulatoranordnungen oder, wie sie auch
genannt werden können, Doppelfrequenzwandler sind im einzelnen in den Fig. i bis
3 dargestellt. Die an den Eingangsklemmen i und 2 vom Sprachfrequenzverstärker ankommende
Sprache geht über ein veränderbares Dämpfungsnetzwerk zum Filter 9. Dieses Filter
begrenzt die Sprache derart, daß@ Sprachfrequenzen über 3 kHz nicht zu den Doppelfrequenzwandlern
gelangen. Vom Filter 9 gelangt die Sprache durch den Ausgleichsübertrager 1o zur
ersten Modulationsstufe 1i. Hier gelangen sie über einer Dämpfungsanordnung 16 auf
die beiden dargestellten Trockengleichrichter, die eine Modulation zwischen der
Sprache und dem 6-kHz-Träger; der an den Klemmen 6 und 7 zugeführt wird, hervorrufen.
Durch sorgfältige Einstellung desi Potentiometers 14 wird der Trägerrest im Ausgang
ein Minimum. Das gewünschte Seitenband wird durch einen Bandpaß z2, der einen Durchlaßbereich
von 6 bis 9 kHz hat, ausgewählt und der zweiten Modulationsstufe 13 zugeleitet,
die ebenso aufgebaut ist wie die erste Modulätionsstufe.
-
Hier moduliert das durchgelassene Seitenband den für den betreffenden
Kanal vorgesehenen Träger, der zwischen den Klemmen 5 und 7 zugeführt wird. Um den
Träger auf einen geringen Trägerrest im Ausgang abzugleichen, ist ein Potentiometer
15 vorgesehen. Das untere der in der zweiten Modulationsstufe 13 entstehenden Seitenbänder
wird hinter den Ausgangsklemmen 3 und 4 durch ein entsprechend zugeordnetes Filter
hindurchgelassen.
-
Die Wirkungsweise einer ähnlichen Anordnung als Demodulator ist genau
umgekehrt wie vorstehend beim Modulator beschrieben. In diesem Fall wird die 6-kHz-Trägerfrequenz
von den Ausgangsklemmen i und 2 teilweise durch das Filter 9 ferngehalten und teilweise
dadurch, daß die Anordnung durch das Potentiometer 14 für die Trägerfrequenz abgeglichen
ist.
-
Man ersieht, daß die Übertragungsgüte der einzelnen Kanäle im wesentlichen
durch den Aufbau des Doppelfrequenzwandlens bestimmt ist. Da dieser für alle Kanäle
gleich ist, ist die Übertragungsgüte aller Kanäle gleich.
-
Das Folgende bezieht sich auf die Wirkungsweise der Anordnung als
Modulator, d. h. wenn die Sprachfrequenz den Eingangsklemmen i und 2 zugeführt und
das gewünschte Seitenband den Klemmen 3 und 4 entnommen wird.
-
Wenn man den ersten Frequenzwandler i i als einen Generator für die
Seitenbänder betrachtet, ersieht man, daß die Eingangs- und Ausgangskreise in Reihe
mit dem Trockengleichrichterelement liegen. Vom Frequenzwandler i i aus gesehen,
zeigen Filter 9 und Transformator 1o einen nahezu konstanten Scheinwiderstandsverlauf
imSprachfreque@nzbereich. Das Filter z2 vom Frequenzwandler 1i gesehen zeigt einen
niedrigen und gleichförmigen Scheinwiderstand für Sprachfrequenz. So können alle
Sprachfrequenzen ohne Amplitudenverzerrung auf den Trockengleichrichter einwirken.
-
Bezogen auf das durch den ersten Frequenzwand@ ler i i erzeugte Seitenband,
haben Filter 9 und Transformator 1o einen getrau gleichförmigen und niedrigen Scheinwiderstand,
während der Eingangsscheinwiderstand des Filters 12 bei den Seitenbandfrequenzen
so gewählt ist, daß er niedrig ist im Vergleich zum mittleren Betriebsscheinwiderstand
der Gleichrichterkreise. Der Eingangsscheinwiderstand des Filters r2 ändert sich
mit der Frequenz im gewünschten Seitenbandbereich, und zwar derart, daß er ein Minimum
in der Bandmitte hat und wächst, wenn die Frequenzen sich den Enden des Seitenbandes
nähern. Dies hat einen erhöhten Pegel für die Frequenzen nahe den Grenzen des Seitenbandes
zur Folge im Vergleich mit den Frequenzen der Bandmitte. Der Betrag des so erreichten
Pegels kann entweder durch die Frequenzcharakternstik des, Filters 12 öder durch
die Einfügung eines geeigneten Dämpfungsweges 16 gesteuert werden.
-
Im besonderen ist der Aufbau so gewählt, daß der Dämpfungsverlauf
des fehlangepaßten Frequenzwandlers entgegengesetzt gleich der Dämpfungscharakteristik
des Filters z2 im Durchlaßbereich ist.
-
Bei einer geeignete. Wahl des Scheinwiderstandes des Filters und ebenso
bei einer geeigneten Wähl der zwischen Filter und Frequenzwandler angeordneten Widerstandsanordnung
kann jede erforderliche
Pegelcharakteristik der Doppelfrequenzwandleranordnung
erreicht. werden.
-
In der gleichen Weise kann der Pegel durch Steuerung des Eingangsscheinwiderstandes
der beiden Frequenzwandler i i und 13 geändert werden. Die erforderlichen Däm.pfungsnetzwerke
können aus irgendeiner bekannten Form von Widerstandskombinationen bestehen, entweder
Reihen-. oder Parallelwiderstände oder Kombinationen, von beiden. Wenn der Doppelfrequenzwan.dler
exakt für eine Übertragungsrichtung aufgebaut ist, ist er auch ebenso für die umgekehrte
Übertragungsrichtung verwendbar. Die gezeigten Frequenzwandler i i und 13 enthalten
zwei Trockengleichrichtereinheiten, aber dieselben Prinzipien können ebenso bei
Frequenzwandlern angewendet werden, die in bekannter Weise aus Kombinationen von
mehr als zwei Trockengleichrichtern bestehen. Ein. geeigneter Doppelfrequenzwandler
für beide Richtungen. ist in, einzelnen in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Die Bezeichnungen
stimmen mit denen der Fig. i überein.
-
Die Ausführungen nach den Fig. 2 und 3 zeigen einen Frequenzwandler
mit vier Trockengleichrichtereinheiten in der ersten Modulationsstufe in beiden
Richtungen. Er zeigt besondere Vorteile, da bei einem gegebenen Wert des Nebensprechens
zwischen einzelnen Kanälen die Abmessungen des Zwischenfrequenzfilters 12 verringert
und der Aufbau und die Herstellung dieses Filters vereinfacht werden können.
-
Für die Wirkungsweise des Frequenzwandlers gehen wir z. B. von einem
bestimmten Kanal aus. Ein Sprachband von o bis 3 kHz moduliert in der ersten Modulationsstufe
einen Träger von 6 kHz. Das von dem Zwischenfrequenzfilter 12 durchgelassene Seitenband
von 6 bis 9 kHz moduliert in der zweiten Modulationsstufe 13 einen Träger von
30 kHz. Eines der entstehenden Seitenbänder von 2@i bis 24. kHz geht über
ein nicht dargestelltes Filter zur Sammelleitung.
-
Wenn ein Frequenzwandler mit zwei Trockengleichrichterelementen entsprechend
Fig. i bei i i benutzt würde, würde außerdem noch ein zusätzliches Seitenband von
9 bis 12 kHz entstehen, da bei einem solchen Frequenzwandler ja auch noch Frequenzen
entstehen, die gleich der doppelten Trägerfrequenz vermindert um die Sprachfrequenzbreite
sind. Im Idealfalle wäre das normale Band von 6 bis 9 kHz infolge der Begrenzung
durch das Filter 9 nach oben begrenzt, und daher kann aus wirtschaftlichen Gründen
das Filter 12 als einfacher Hochpaß ausgeführt sein, das alle Frequenzen über 6
kHz durchläß.t. Bei Verwendung eines solchen Hochpasses kann aber das Band von 9
bis 12 kHz, das bei, einem Frequenzwandler mit nur zwei Trocken- . gleichrichtern
entstehen würde, als ein Band von 18 bis 21 kHz auf die Leitung übertragen werden,
obzwar teilweise gedämpft. Dieses Band würde Nebensprechen im benachbarten Kanal,
in den diese Frequenzen fallen würden, erzeugen. In gleicher Weise würden in der
entgegengesetzten Richtung die Frequenzen des benachbarten Kanals, nämlich 16 bis
20 kHz, teilweise das Eingangsbandfilter passieren und infolge der Trägerfrequenz
30 kHz .u. a. in das Frequenzband io bis 14 kHz umgewandelt werden. Dieses
Band würde infolge des vorher erwähnten wirtschaftlichen Aufbaus des. Filters 12
den Frequenzwandler i i, wenn auch teilweise gedämpft, erreichen. Wenn der Frequenzwandler
i i ein Idealmodulator wäre, würden die Frequenzen, die infolge des 6-kHz-,Trägers
entstehen, nur zwischen 16 und 2o kHz und zwischen q. und io kHz liegen. Beide würden
durch das Filter 9 gedämpft werden, bevor sie den Teilnehmer erreichen. Bei Verwendung
eines Modulgt.ors mit zwei Gleichrichtereinheiten treten aber, wie vorher schon
erwähnt, auch Modulationsprodukte dritter Ordnung auf. Das Band von 6 bis io kHz
ruft so ein Band von 2 bis 6 kHz hervor, dessen unteres Ende das. Filter 9 ungedämpft
durchläuft und beim Teilnehmer als Nebensprechen zu hören ist.
-
Durch die Anwendung eines Modulators mit vier Gleichrichterelementen
werden die Modulationsprodukte dritter Ordnung um mindestens 3,5 Neper gedämpft.
Hierdurch wird das Nebensprechen in dem System genügend weit herabgesetzt. Damit
der Trägerabgleich in beiden Richtungen in angemessener Weise erfolgt, ist, es notwendig,
die Verbindungen der ersten Frequenzwandler je nach der Verwendung zu vertauschen.
Fig. 2 zeigt die Verbindungen für das Arbeiten in der einen Richtung und Fig. 3
die Verbindungen für das Arbeiten in der anderen Richtung des Doppelfrequenzwandlers.
-
Da die Frequenzabhängigkeit des Dämpfungsverlaufes im Doppelmodulator
durch entsprechende Bemessung der aufbauenden Elemente geändert werden kann, wie
früher klargelegt, können diese Änderungen benutzt werden, um eine Abweichung von
der Amplitudenlinearität in anderen Teilen des Systems zu kompensieren. Dieses ist
zulässig, da alle solche Änderungen, die am Doppelmodulator vorgenommen werden,
in allen Kanälen. in gleichem Maße auftreten.
-
Die Anwendung von Ausgleichsübertragern zwischen den Filtern und den
Modulatoren gibt nicht nur die vorstehend dargelegten Vorteile, sondern ermöglicht
auch die Einführung der in jedem Frequenzwandler dargestellten Trägerausgleichspotentiometer.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Zuführung der Trägerfrequenz ohne
besondere Anordnungen möglich ist.
-
Die Verfahren, die zur Anpassung der einzelnen Komponenten des Doppelmodulators
angewandt werden, bewirken außer einer optimalen übertragungsgüte auch den geringsten
Energieverlust in der Doppelmodulatorei.nheit.