DE872229C

DE872229C - Schaltung zur Umwandlung von Frequenzaenderungen einer Schwingung in entsprechend diesen AEnderungen verlaufende Strom- oder Spannungsschwankungen

Info

Publication number: DE872229C
Application number: DES23345A
Authority: DE
Inventors: Heinz Baum
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-05-31
Filing date: 1951-05-31
Publication date: 1953-04-13

Description

Schaltung zur Umwandlung von Frequenzänderungen einer Schwingung in entsprechend diesen Änderungen verlaufende Strom. oder Spannungsschwankungen Es ist bekannt, für Zwecke der Frequenz- oder Phasendemodulation besonders konstruierte Mehrgitterröhren zu verwenden, deren Anodenstrom durchdie gegenseitige Phasenverschiebung zweier aus der zu demodulierenden Schwingung abgeleiteter, an eine solche Röhre angeschlossener Wechselspannungen, steuerbar ist. Diese Phasenverschiebung wird dabei in Abhängigkeit von der Momentanfrequenz dieser Schwingung erzeugt, indem diese einer phasendrehenden Filterschaltung, z. B. gekoppelte Schwingkreise, zugeführt wird, an deren Abzweigstellen sich die phasenverschobenen Wechselspannungen abgreifen lassen. Solche Filterschaltungen müssen genau abgestimmt sein und sind um so komplizierter, je höher die Anforderungen an die Linearität der Abhängigkeit zwischen der Frequenzänderung der angelegten Schwingung und dem Phasenwinkel der beiden abgenommenen `'Wechselspannungen gestellt werden. Diese Abhängigkeit bestimmt den Grad der Verzerrungen, die bei der Demodulation auftreten. Besonders schwierig wird der Aufbau derartiger Filterschaltungen, wenn die angelegte Schwingung einen großen Frequenzhub aufweist.
Die erfindungsgemäße Schaltung ermöglicht eine praktisch verzerrungsfreie Demodulation bis zu sehr großen Frequenzhüben, indem die in ihrer Frequenz sich ändernde Schwingung einem Laufzeitglied, welches im wesentlichen aus verteilter Induktivität und Kapazität -aufgebaut ist, zugeführt wird, von dessen Eingang und Ausgang zwei phasenverschobene aus der zu demodulierenden Schwingung abgeleitete Wechselspannungen abgenommen und an eine auf diesePhasenverschiebung ansprechende Mehrgitterröhre angelegt werden. An der Anode dieser Röhre können dann synchron mit den Frequenzänderungen verlaufende Strom- oder Spannungsschwankungen entnommen werden. Ein derartiges Laufzeitglied besitzt im Gegensatz zu den bisher üblichen aus konzentrierten Bauelementen bestehenden Laufzeitgliedern auf Grund seiner physikalischen Eigenschaften einen mathematisch exakt sich linear mit der Frequenz ändernden Phasenwinkel.
Zu diesem Zweck muß es mit seinem Wellenwiderstand abgeschlossen sein. Bei Verwendung einer Mehrgitterröhre, deren Anodenstrom durch die phasenverschobenen Wechselspannungen derart gesteuert wird, daß man im Falle der Phasengleichheit Strommaximum, im Falle des Phasenunterschieds x Stromminimum bzw. Sperrung der Röhre und zwischen diesen beiden Extremwerten lineare Stromabhängigkeit vom Phasenwinkel erhält, ergibt sich das in Fig. = abgebildete Strom-Frequenz-Diagramm. Dieses weist bei Phasenwinkel cp = 0,2 7t, q, n usw. Strommaximum, bei z, 3 n usw. Stromminimum auf, während zwischen diesen Extremwerten eine lineare Stromabhängigkeit besteht. Aus diesem Diagramm ist ersichtlich, daß man als zweckmäßigen Arbeitspunkt auf dieser Kennlinie die Stelle wählt, bei der der Phasenwinkel zwischen den beiden Wechselspannungen oder seine ungeraden Vielfachen ist, da dann nach beiden Seiten maximale Frequenzabweichungen von der Kennlinie erfaßt werden.
Die Erfindung macht von der Möglichkeit Gebrauch, die Ausgangsspannung des Laufzeitgliedes an einem Abgriff abzunehmen, der verstellbar angeordnet sein kann, um bei Änderung der mittleren Frequenz der angelegter Schwingung (der Trägerfrequenz) das Laufzeitglied dieser Änderung anpassen zu können, indem der Arbeitspunkt wieder auf oder eines seiner ungeraden Vielfachen gelegt wird. Besonders vorteilhaft ist es, den Arbeitspunkt auf die Phasenverschiebung festzulegen, da in diesem Fall der relative, auf der Kennlinie ausnutzbare Frequenzhub breiter ist als bei Arbeitspunkten, die bei ungeraden Vielfachen von liegen. Zweckmäßig wird in einem solchen Fall dem Laufzeitglied ein Breitbandverstärker vorgeschaltet, der einen Amplitudenbegrenzer enthalten kann, um störende Amplitudenmodulation und Unsymmetrie der Schwingung bezüglich ihrer Nullinie; die sich als Klirrfaktor bemerkbar machen würden, auszuschalten. Um die Verzerrungen des vorgeschalteten Verstärkers klein zu halten und seinen Ausgangswiderstand dem meist niedrigen Wellenwiderstand des Laufzeitgliedes anzupassen, sieht eine besondere Ausführung der Erfindung die Vorschaltüng eines Kathodenverstärkers mit gegebenenfalls eingeschaltetem Amplitudenbegrenzer vor. Der Amplitudenbegrenzer dient in diesem Fall dem gleichen Zweck wie oben beschrieben. Um besonders bei hohen Frequenzen sich störend bemerkbar machende temperaturbedingte Abweichungen der elektrischen Werte des Laufzeitgliedes, die sich als Arbeitspunktverschiebung auswirken, zu verhüten; kann das Laufzeitglied erfindungsgemäß m einem Thermostaten untergebracht werden.
In Fig:2 ist als Ausführungsbeispiel eine erfindungsgemäße Schaltung abgebildet, bei der als Mehrgitterröhre eine Röhre R mit sieben Gittern, z. B. E9 8o; eingeschaltet ist. Mit den beiden in Abhängigkeit von der Phasenverschiebung der Wechselspannungen den Anodenstrom steuernden Gitter G3 und G6 ist das Laufzeitglied L verbunden, und zwar das Gitter G3 mit dem Ausgang A, und das Gitter G6 mit dem Eingang El. " Das Laufzeitglied L ist mit seinem Wellenwiderstand Z abgeschlossen. Am Ausgangswiderstand Ra der Mehrgitterröhre sind die in eine Wechselspannung umgewandelten Frequenzänderungen der an den Eingang des Laufzeitgliedes angelegten Schwingung abnehmbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Schaltung zur Umwandlung von Frequenzänderungen einer Schwingung in entsprechend diesen Änderungen verlaufende Strom- oder Spannungsschwankungen, vorzugsweise zur Demodulation Frequenz- oder phasenmodulierter Schwingungen, unter Verwendung einer Mehrgitterröhre, deren Anodenstrom durch die gegenseitige Phasenlage zweier aus der Schwingung abgeleiteter, an eine solche Röhre angelegter Wechselspannungen steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die in ihrer Frequenz sich ändernde Schwingung einem Laufzeitglied, welches im wesentlichen aus verteilter Induktivität und Kapazität aufgebaut ist, zugeführt wird, von dessen Eingang und Ausgang die phasenverschobenen Wechselspannungen abgenommen und an die Mehrgitterröhre angelegt werden, an deren Anode die Strom- oder Spannungsschwankungen entnommen werden können.
2. Schaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufzeitglied mit seinem Wellenwiderstand abgeschlossen ist.
3. Schaltung nach Anspruch i oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines derart dimensionierten Laufzeitgliedes, daß der Phasenwinkel zwischen seiner Eingangs- und Ausgangswechselspannung für die mittlere Frequenz (Trägerfrequenz) der sich in ihrer Frequenz ändernden Schwingung oder ungerade Vielfache von 9o° beträgt. q..
Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein gegebenenfalls verschiebbarer Abgriff am Laufzeitglied seinen zur Mehrgitterröhre führenden Ausgang bildet.
5. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufzeitglied an einen Breitbandv erstärker mit gegebenenfalls eingeschaltetem Amplitudenbegrenzer angeschlossen- ist.
6. Schaltung nach einem der Ansprüche i bis q., dadurch gekennzeichnet, daB das Laufzeitglied an einem Kathodenverstärker mit gegebenenfalls eingeschaltetem Amplitudenbegrenzer angeschlossen ist.
7. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daB das Laufzeitglied in einem Thermostaten untergebracht ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 675 778; schweizerische Patentschrift Nr. 262 q.09.