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Einrichtung zur Einseitenbandmodulation Die Erfindung betrifft eine
Einrichtung zur Einseitenbandmodulation mit mehrstufiger Modulation. Bekanntlich
wendet man bei Übertragungssystemen mit Einseitenbandmodulation eine mehrstufige
Modulation an, um die Filteranforderungen möglichst klein halten zu können. Da sich
hierbei die Senderfrequenz aus den Trägerfrequenzen der einzelnen Modulationsstufen
zusammensetzt, ist es notwendig, die einzelnen benutzten Trägerfrequenzen möglichst
konstant zu machen, um keine oder doch nur geringe Frequenzabweichungen der Senderfrequenz
von der empfangsseitig zuzusetzenden Hilfsträgerfrequenz zu erhalten. In bekannter
Weise kann dies dadurch erreicht werden, daß die benutzten Trägerfrequenzen von
einer hochkonstanten Frequenz durch Frequenzteilung oder Frequenzvervielfachung
abgeleitet werden. Man ist dann aber in der Wahl der Trägerfrequenzen nicht mehr
frei. Außerdem bedingen die Anordnungen zur Frequenzteilung und Frequenzvervielfachung
einen beachtlichen Aufwand.
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Die Erfindung sieht daher vor, wenigstens eine der Trägerfrequenzen
derart durch Summen- oder Differenzbildung einer hochkonstanten Frequenz mit den
Trägerfrequenzen der anderen Modulationsstufen oder zur Bildung dieser Trägerfrequenzen
benutzten Hilfsfrequenzen zu gewinnen, daß das zur Übertragung benutzte Seitenband
durch die Summe oder Differenz aus hochkonstanter Frequenz und Nachrichtenfrequenz
gebildet wird. Die Trägerfrequenzen der anderen Modulationsstufen bzw. die weiteren
benutzten Hilfsfrequenzen
= können dabei eine wesentlich geringere
Frequenzkonstanz als die hochkonstante Frequenz aufweisen, z. B: eine um ein bis
zwei Zehnerpotenzen geringere Frequenzstabilität. Das ausgesandte Nutzseitenband
besitzt dann die hohe Frequenzkonstanz der hochkonstanten Frequenz, die zugleich
Senderfrequenz sein kann.
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Beispielsweise kann die Trägerfrequenz der ersten Modülatiönsstufe
(Zwischenträgerfrequenz) durch Differenzbildung einer hochkonstanten Frequenz und
einer Hilfsfrequenz gewonnen werden und das in der ersten Modulationsstufe gewonnene
Seitenband nochmals mit dieser Hilfsfrequenz moduliert werden. In der Senderfrequenz
erscheint dann die Hilfsfrequenz nicht mehr. Die Senderfrequenz wird vielmehr nur
noch durch die hochkonstante Frequenz gebildet.
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Es ist an sich bekannt; zur Erzeugung einer hochkonstanten Frequenz
in ähnlicher Weise vorzugehen. Hat man beispielsweise einen .Haupterzeuger, dessen
Frequenz nicht konstant genug ist, so kann man so vorgehen, daß die Frequenz dieses
Haupterzeugers mit einer streng konstanten Frequenz eines Hilfserzeugers zur Schwebung
gebracht wird. Die Ströme von der Frequenz der Schwebungen werden dann in Modulatoren
dazu benutzt, auf die Frequenz des Haupterzeugers einzuwirken, derart, daß sich
eine Sendefrequenz ergibt, die gleich der Frequenz des Hilfserzeugers, also ebenfalls
durchaus konstant ist. Bei diesem bekannten Verfahren handelte es sich jedoch nicht
um Einseitenbandübertragung.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand der in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Nach Fig. i a wird durch Mischung
der Senderfrequenz F1 mit der Hilfsfrequenz F2 die Differenzfrequenz F17 F2, die
verhältnismäßig niedrig ist, gebildet. Dieser Differenzfrequenz wird die Niederfrequenz
f aufgemodelt und das eine der beiden Seitenbänder durch Filter weggesiebt. Hierbei
läßt sich die Trägerfrequenz F,-F2 in geeigneter Weise unterdrükken, z. B. durch
eine Gegentaktschaltung oder durch das Filter selbst (Fig.- i b). Nunmehr wird das
gewünschte Seitenband der Hilfsfrequenz F2 aufgemodelt. Das hierbei entstehende
obere Seitenband stellt dann das Nutzseitenband dar; das zur SenderfrequenzFl frequenzgetreu
liegt und die gleiche Frequenzkonstanz wie F1 besitzt (Fig. i c). Durch geeignete
Abstimmung der Resonanz- und Filterkreise auf, das Nutzseitenband lassen sich die
Hilfsfrequenz F2 und das untere Seitenband unterdrücken.
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Fig. a zeigt ein Schaltbild eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
arbeitenden . Einseitenbandsen ders. Der Oszillator 0I erzeugt die Senderfrequenz
F1 von hoher Frequenzkonstanz, während der Oszillator OII die Hilfsfrequenz.F2 von
wesentlich geringerer Frequenzkonstanz liefert. In der Mischstufe D wird die Differenzfrequenz
F,-F, gebildet und in der Modulatorstufe MI mit der Niederfrequenz f gemodelt. Das
Filter FI unterdrückt das eine Seitenband, z. B. das untere (F,-F,- f) und
den Träger F,.-F,. Im Modulator MII wird das Nutzseitenband (F,7 F2 + f) der Hilfsfrequenz
F2. aufgemodelt. Durch das Filter F II wird nur das obere Seitenband F, -f- f durchgelassen
bei gleichzeitiger Wegsiebung des unteren Seitenbandes (z F2 F1- f) und der Hilfsfrequenz
F2. Auf diese Weis( erhält man däs gewünschte trägerlose Einseitenbanc mit der gleichen
hohen Frequenzkonstanz, die dei unterdrückte Träger aufweist. Will man den Träge
mit ausstrahlen, dann überlagert man ihn in ge°ignetei Weise mit dem trägerlosen
Nutzseitenband, z. B. dadurch, daß man den Ausgang des Oszillators O I mit dem Ausgang
des Seitenbändkanals gemeinsim auf den Eingang des Senderverstärkers schaltet.
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Wie bereits erwähnt, hängt die Frequenzkonstanz der nach dem neuen
Verfahren erzeugten Einseitenbandmodulation nur von einer einzigen Bezugsfrequenz;
nämlich von der Frequenzstabilität der Senderfrequenz selbst ab und ist unabhängig
von der Anzahl der Bandumsetzungen. Fig. 3 stellt z. B. das Frequenzspektrum einer
dreifachen Bandum3etzung dar, das z. B. für den Einseitenbandbetrieb im Kurzwellengebiet
in Frage kommt. Hierbei bedeuten F1 die Senderfrequenz von sehr hoher Frequenzkonstanz,
FZ und F4 die Hilfsfrequenzen von wesentlich geringerer Frequenzstabilität. (Fig.
3a). Zunächst erzeugt man durch Mischung der Senderfrequenz F1 mit der ersten Hilfsfrequenz
F, die Differenzfrequenz (F,-F2) = F,. Sodann bildet man durch Mischung dieser Differenzfrequenz
F3 mit der zweiten Hilfsfrequenz F4 die Differenzfrequenz (F3 F4) = F., die
im Bereich der sehr tiefen Zwischenträgerfrequenzen liegt. Dieser Differenzfrequenz
F5 modelt man die Niederfrequenz f auf und siebt das unerwünschte Seitenband durch
Filter oder nach einem anderen bekannten Verfahren weg (Fig. 3 b). Nunmehr modelt
man das zweite Seitenband der zweiten Hilfsfrequenz F4 auf und siebt in geeigneter
Weise das obere Seitenband heraus (Fig. 3 c). Dieses obere Seitenband modelt man
schließlich der ersten Hilfsfrequenz F2 auf und siebt das obre Seitenband aus, das
nunmehr frequenzgetreu zur Senderfrequenz F1 liegt und die gleiche Frequenzstabiiität
wie F1 besitzt (Fig. 3d).
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An einem Zahlenbeispiel läßt sich das Schema dieser dreifachen Bandumsetzung
sehr einfach erklären. Es soll trägerlose Einseitenbandmodulatiön erzeugt werden,
die unterdrückte Trägerfrequenz F1 betrage io MHz. Zunächst überlagert man der Senderfrequenz
F, die erste Hilfsfrequenz F2 = 9 MHz und bildet die Differenzfrequenz F3 = i MHz.
Diese Zwischenfrequenz F3 mischt man mit der zweiten Hilfsfrequenz F4 = o,95 MHz
und bildet die Differenzfrequenz F,= 5o kHz, der man die Niederfrequenz f
aufmodelt. Durch Wegsiebung des unteren Seitenbandes erhält man das Nutzseitenband
(50 + f) kHz, das man der zweiten Hilfsfrequenz von 95o kHz aufmodelt. Nach Aussiebung
des oberen Seitenbandes (iooo -f- f) kHz modelt man. dieses der ersten Hilfsfrequenz
von 9 MHz auf und erhält durch Aussiebung des hierbei entstehenden, oberen Seitenbandes
das gewünschte Nutzseitenband (ioooo + f) kHz.
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Bei diesem Beispiel lassen sich dieZwischenträgerfrequenzen F5 = 5o
kHz, F4 = 0,95 MHz und F2 = 9 MHz durch geeignete Gegentaktmodulationsschaltungen
von vornherein unterdrücken, so daß an den Ausgängen der jeweiligen Modulationsstufen
nur die trägerlosen zwei Seitenbänder auftreten. Die Unterdrückung der Zwischenträgerfrequenz
F2 und F4, die vom
gewünschten Nutzeinseitenband bereits einen großen
Frequenzabstand besitzen, in einer Gegentaktschaltung erübrigt sich meistens, da
sie durch die Filter der Schaltung des Senders unterdrückt werden.
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In besonders gelagerten Fällen kann man beim Einseitenbandmodulationsverfahren
auch von der Frequenzteilung und Frequenzvervielfachung Gebrauch machen, indem die
Senderfrequenz selbst nicht eine Quarzfrequenz ist, sondern erst durch Vervielfachung
von einer sehr konstanten Quarzfrequenz abgeleitet wird. Der wesentliche Vorteil
des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Frequenzschwankungen der
Zwischenträgerfrequenzen keinen Einfluß auf die Frequenzstabilität des gewünschten
Einseitenbandes ausüben, sondern daß die Frequenzkonstanz des Nutzseitenbandes nur
von der Frequenzkonstanz der äußerst stabilen Bezugsfrequenz abhängt. Die Anwendung
ist selbstverständlich nicht nur bei der drahtlosen -Übertragung möglich. Auch für
leitungsgebundene Sendungen kann sie mit Vorteil durchgeführt werden.