DE880320C - Schaltungsanordnung zur vorzeichenrichtigen Abtastung einer Schwingung mittels Impulsen - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur vorzeichenrichtigen Abtastung einer Schwingung mittels Impulsen In manchen Fällen ist es erwünscht, eine von einem Generator abgegebene Schwingung vorzeichenrichtig, z. B. symmetrisch zur Nullspannungslinie abzutasten. Die bisher bekanntgewordenen Impulsmodulationsschaltungen arbeiten jedoch alle mit einer Grundvorspannung, relativ zu der die abgetastete Spannung schwankt. Die erhaltenen modulierten Impulse haben also alle das gleiche Vorzeichen, während lediglich ihre Amplitude um einen vorgegebenen Mittelwert schwankt.
• Die Erfindung betrifft eine Anordnung, mit der eine Spannung vorzeichenrichtig abgetastet werden kann, d. h. die durch die Abtastung entstehenden modulierten Impulse sind je nach Größe der abgetasteten Spannung bald positiv, bald negativ, obgleich die der Schaltung zur Abtastung zugeführten Impulse alle dasselbe Vorzeichen haben. Es ergibt sich so die Möglichkeit einer symmetrischen Amplitudenbegrenzung bzw. einer symmetrischen Amplitudenvorverzerrung. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß sie mit Trockengleichrichtern arbeiten kann, während die bekannten Schaltungen zur Impulsamplitudenmodulation alle Röhren verwenden mußten. Die erfindungsgemäße Schaltung kann daher mit wesentlich geringeren Mitteln ausgeführt- werden als die bekannten Anordnungen.
• Die Erfindung besteht darin, daß die tastende Impulsspannung an die Primärwicklung eines Übertragers angeschlossen ist und die abzutastende Spannung mit einem Pol an der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Übertragers liegt und daß zwischen den Endpunkten der Sekundärwicklung des Übertragers zwei Gleichrichter in Serienschaltung gleichsinnig angeschlossen sind und zwischen den beiden Gleichrichtern und der Mittelanzapfung des-Übertragers die amplitudenmodulierte Impulsspannung aus der Reihenschaltung mit der abzutastenden Spannung über einen Widerstand abgenommen wird. Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung ist- im Schaltschema in Fig. i dargestellt. Die abzutastende Spannung u wird über den Übertrager Ü, und den Tiefpaß T auf die Mittelanzapfung m des Übertragers Ü? . gegeben, dessen Primärwicklung ' die abtastende Impulsspannung et, führt, zwischen die Endpunkte a und b der Sekundärwicklung des Übertragers U, sind die beiden Gleichrichter G, und G, geschaltet, zwischen denen die abgetastete modulierte Spannung um abgenommen wird. --- Sie entsteht am Widerstand R. Der Tiefpaß T ist mit dem Wellenwiderstand W abgeschlossen und dient dazu, alle über dem Nutzband liegenden Frequenzen abzuschneiden; die Kondensatoren C, und C, und die sie überbrückenden Widerstände R, und R, sorgen fü-f die Aufrechterhaltung einer gewissen* Sperrspannung an den Gleichrichtern G, und G, deren Höhe durch Veränderung der Widerstände R, und R, eingestellt werden kann und die sich durch die Impulsströme automatisch einstellt.
• Die Wirkungsweise der Anordnung geht aus dem Schaltbild ohne weiteres her-vor: Die Gleichrichter G, und G, wirken im Zusammenhang mit der auf den Übertrager U, gegebenen Impulsspannung ie, wie ein trägheitsloser Schalter, der nur während der Dauer eines Impulses, also während der Überwindung der Vorspannung der Gleichrichter über ihre Durchlaßspannung hinaus durchlässig ist. Nach dem Abklingen eines Impulses sind die Gleichrichter wieder gesperrt und werden erst durch den nächsten Impuls wieder geöffnet. Die auf die Mittelanz;3#pfung m gegebene abzutastende Spannung u gelangt während der Öffnungszeiten der- Gleichrichter G, G, also nur für die Dauer eines Impulses der Impulsspannung uj, in ihrer wirklichen Größe (wenn die Durchlaßwiderstände klein sind) lqnd mit ihrem wirklichen Vorzeichen an den Widerstand R, von wo sie abgegriffen wird. Zweckmäßig verwendet man kapazitätsarme Gleichrichter, also z. B. Germaniumgleichrichter, und wählt die Gleichrichter so aus, daß sie einigermaßen gleichwertig sind. Unsymmetrien lassen sich jedoch auch noch durch in Reihe zu einem Gleichrichter geschaltete Widerstände ausgleichen.
• In Fig, 2 ist der Kurvenverläuf der an der Schaltung nach Fig. i wirksamen Spannungen gegeben. In der obersten Zeile ist eine sinusförmige Spannung u dargestellt, die durch die darunter abgebildete Impulsspannung ul abgetastet wird. Das Ergebnis ist die modulierte Impulsspannung um, die, wie aus der Zeichnung zu ersehen, amplituden- und vorzeichenrichtig die Sinusspannung u auszugsweise wiedergibt.
• Es sind Verfahren bekanntgeworden, bei denen gleichzeitig mehrere Nachrichten mittels von ihnen abwechselnd modulierter Impulse übertragen werden. Die Übertragung erfolgt dabei so, daß aus einer Reihe von Impulsen jeweils z. B. der 1., 13-, 25-, 37. usw. Impuls von einer Nachricht, der 2,., 14-, --6., 38. usw. Impuls von einer zweiten Nachricht und die dazwischenliegenden übrigQn Impulse in gleicher Weise von zehn anderen Nachrichten moduliert werden. Es sind im vorstehend genannten Beispiel so gleichzeitig zwölf Nachrichten übertragbar. Um die einzelnen Nachrichten auf die Impulse aufmodulieren zu können, ist für jeden einzelnen Kanal ein Modulator erforderlich. Diesem Modulator dürfen aus der zu modulierenden Impulsreihe lediglich die Impulse zugeführt werden, die zur Modulation durch die Nachricht dieses Kanals bestimmt sind, d. h. es muß durch eine besondere Schaltung z. B. erreicht werden, daß dem Modulator des ersten Kanals der 1., 13-, 25-, 37. usw. Impuls, dem Modulator des zweiten Kanals der 2., 14-, 26-, 38, usw. Impuls zugeführt werden. Dies kann mit Hilfe von gegeneinander phasenverschobenen Schwingungen, z. B. Sinusschwingungen, geschehen, deren Frequenz geringer ist als die Impulsfolgefrequenz, so daß z. B. jeder i?- Impuls einer Impulsreihe durch eine solche Schwingung auf ein besonderes Potential gehoben wird und so über einen dadurch geschlossenen Schalter dem Modulator zufließen kann. Die übrigen Impulse erreichen das zur Betätigung des Schalters erforderliche Potential nicht und gelangen deshalb auch nicht zum Modulator dieses Kanals. Durch eine um einen gewissen Phasenwinkel gegen diese Schwingung verschobene zweite Schwingung der gleichen Frequenz wird der jeweils auf den dem ersten Modulator zugeleiteten folgende Impuls dem nächsten Modulator zugeleitet, durch eine dritte Schwingung der jeweils darauf folgende dem dritten Modulator usw. Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, mit der auch dies möglich ist, ist in Fig. 3 dargestellt. In dieser Figur bedeutet Ü, wieder den Übertrager, über den die abzutastende Spannung u zugeführt wird, T den Tiefpaß, der mit dem Wellenwiderstand W abgeschlossen ist, und U, den Übertrager, auf dessen Primärwicklung die Impulsspannung ul und auf dessen sekundärseitige Mittelanzapfung m die vom Tiefpaß T kommende Spannung u gegeben wird. G, und G, sind wieder die beiden Gleichrichter, Cl, C2 und RI, R2 entsprechen den Kondensatoren und Widerständen mit gleicher Bezeichnung in Fig. i, und R ist derWiderstand, an dem die Spannung um abgegriffen wird. Zwischen G, und G, liegt jedoch der Übertrager U, dessen Primärwicklung von der sinusförmigen Spannung uA durchflossen ist. Die Sperrspannung der Gleichrichter G, und G, und die Kondensatoren C, und C, mit ihren Parallelwiderständen RI, und R, sind so bemessen, daß nur diej enigen Impulse aus der Impulsspannung it, die Öffnung der Gleichrichter G, und G, bewirken, die je nach der Polarität der zugeführten Impulse zur Zeit des positiven bzw. negativen Amplitudenhöchstwertes der Schwingung itA auftreten. Alle anderen Impulse ergeben mit den jeweils kleineren oder gegensinnigen Augenblickswerten der Schwingung uA nicht die zur Öffnung der Gleichrichter G,. und G, erforderliche Mindestspannung. Macht man die Frequenz der Schwingung uA also z. B, achtmal kleiner als die Impulsfolgefrequenz der Impulsspannung tej, so wird nur jeder 8. Impuls die Öffnung der Gleichrichter G, und G, bewirken, während die dazwischenliegenden 7 anderen Impulse in gleichwertigen Anordnungen zur Abtastung anderer Spannungen verwendet werden können. In allen Schaltungen, in denen Anordnungen gemäß der Erfindung. zusammengeschaltet sind, um abwechselnde Abtastung verschiedener Spannungen zu ermöglichen, kann der Widerstand R diesen Anordnungen gemeinsam sein, so daß an ihm alle modulierten Spannungen entstehen. Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung erfordert Gleichrichter, die eine verhältnismäßig hohe Sperrspannung haben, da sie durch eine Überlagerung zweier Spannungen (der Schwingung it,4 und der Impulsspannung it,) geöffnet werden. Auch die Kondensatoren und Widerstände müssen anders bemessen werden als bei der Anordnung, wie sie in Fig. i dargestellt ist, weil jetzt die automatisch erzeugte mittlere Vorspannung für die Gleichrichter nicht allein für die Impulsspannung itj, sondern für die Überlagerung von u, und 1tA bemessen sein muß. Der Übertrager U3 kann auch als Resonanzübertrager ausgeführt werden und durch die in solchen Fällen üblichen Schaltmittel auf die Frequenz der Schwingung it,1 abgestimmt werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltungsanordnung zur vorzeichenrichtigen Abtastung einer Spannung mittels Impulsen, vorzugsweise zur Durchführung einer Impulsamplitudenmodulation, dadurch gekennzeichnet, daß die abtastende Impulsspannung (ul) an die Primärwicklung eines Übertragers (Ü,) angeschlossen ist und die abzutastende Spannung (u) mit einem Pol an der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Übertragers (Ü,) liegt und daß zwischen den Endpunkten der Sekundärwicklung des Übertragers (UJ Gleichrichter (G, und G.) in Serienschaltung gleichsinnig angeschlossen sind und zwischen den beiden Gleichrichtern (G, und G.) und der Mittelanzapfung (m) des Übertragers (tf#) die amplitudenmodulierte Impulsspannung (um) aus der Reihenschaltung mit der abzutastenden Spannung (u) über einen Widerstand (R) abgenommen wird.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die abzutastende Spannung (u) über einen mit dem Wellenwiderstand abgeschlossenen Tiefpaß (T) zugeführt ist. 3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Endpunkten der Sekundärwicklung des Cbertragers (U2) einerseits und den Gleichrichtern (G, und G.) andererseits von Widerständen (le, und RJ überbrückte Kondensatoren (C, und C.,) angeordnet sind. 4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen i, oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den beiden Gleichrichtern (G, und G,) und dem Ab- nahmewiderstand (R) gemeinsame Verzweigungspunkt zwecks Einfügung eines Übertragers (Ü;,) aufgetrennt ist und die dadurch frei gewordenen Anschlüsse der Gleichrichter (G, und G,) einzeln für sich an die äußeren Enden einer Wicklung des Übertragers (Ü.3) und der eine Anschluß des Ab- nahmewiderstandes (R) an die Mittelanzapfung dieser Wicklung gelegt sind und daß die zweite Wicklung des Übertragers (Ü3) mit einem Wechselstrom eingespeist wird, dessen Frequenz eine niedrigere als die Impulsfolgefrequenz der Impulsspannung (ii,) ist und vorzugsweise in einem ganzzahligen Teilerverhältnis zu ihr steht. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Wechselstrom niedrigerer Frequenz gespeiste Übertrager (Ü,) als Resonanzübertrager ausgebildet und auf die Frequenz dieses der Primärwicklung zugeführten Wechselstroms (itA) abgestimmt ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 384,567, 684 3--7; USA.-Patentschrift Nr. 1 ()7,3 002.