DE882867C

DE882867C - Arrangement for the length or frequency modulation of high frequency pulses

Info

Publication number: DE882867C
Application number: DET2484D
Authority: DE
Inventors: Hans-Jakob V Dr Baeyer; Hans Otto Dr Roosenstein
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1942-12-01
Filing date: 1942-12-01
Publication date: 1953-07-13

Description

Anordnung zur Längen- bzw. Häufigkeitsmodulation von Hochfrequenzimpulsen Es ist bereits vorgeschlagen worden, kurze Hochfrequenzimpulse dadurch zu erzeugen, daß an das Gitter einer in Selbsterregerschaltung angeordneten Schwingröhre eine zusätzliche Hochfrequenzspannung von der Frequenz (Trägerfrequenz) des Rährenschwingungserzeugers gelegt wird. Diese zusätzliche Hochfrequenzspannun.g braucht nur eine geringe Amplitude, verglichen mit der Ausgangsamplitude des Röhrengenerators, zu besitzen, muß jedoch eine erheblich über der Rauschspannung am Eingang des Generators. liegende Amplitude aufweisen. Durch die zusätzliche Spannung wird erreicht, daß der Generator, wenn er einen Impuls abgeben soll, von wohldefinierten Anfangsbedingungen aus hochschwingt und seine Endamplitude daher jeweils nach der gleichen Zeit erreicht, während, sofern nur die Rauschspannung am Eingang des Generators vorhanden wäre, hierzu verschieden lange Zeiten erforderlich wären. Man erhält also gemäß diesem Vorschlag Hochfrequenzimpulse von stets gleicher Länge, wenn die Steuerimpulse, bei deren Beginn der Sender hochzuschwingen beginnt, stets gleiche Länge haben.Arrangement for length or frequency modulation of rf pulses It has already been proposed to generate short high-frequency pulses characterized in that an additional high-frequency voltage from the frequency (carrier frequency) of the Rährenschwingungserzeugers is applied to the grid, arranged in self-exciting circuit oscillating tube. This additional high frequency voltage only needs to have a small amplitude compared to the output amplitude of the tube generator, but it must have a considerably higher amplitude than the noise voltage at the input of the generator. have lying amplitude. The additional voltage ensures that the generator, when it is to emit a pulse, swings up from well-defined initial conditions and therefore reaches its final amplitude after the same time, while, if only the noise voltage were present at the input of the generator, this takes different times Times would be required. Thus, according to this proposal, high-frequency pulses of always the same length are obtained if the control pulses, at the beginning of which the transmitter begins to oscillate, always have the same length.

Gemäß der Erfindung soll zur Längen- bzw. Häufigkeitsmodulation von Hochfrequenzimpulsen, die durch einen selbsterregten Generator, der zur Längenmodulation durch Gleichstromimpulse getastet wird bzw. der zur Häufigkeitsmodulation mit intermittierender Selbsterregung arbeitet, erzeugt werden, eine den Generator zugeführte zusätzliche Hochfrequenzspannung von über der Rauschspannung liegender Amplitude zur Erzeugung der Längen- bzw: Häufigkeitsmodulation der Impulse amplitudenmoduliert werden.According to the invention, for length or frequency modulation of High frequency pulses generated by a self-excited generator that is used to Length modulation is keyed by direct current pulses or the frequency modulation with intermittent Self-excitation works, generated, an additional supplied to the generator High-frequency voltage with an amplitude above the noise voltage for generation the length or frequency modulation of the pulses are amplitude modulated.

Es soll also gemäß der Erfindung die zusätzliche Hochfrequenzspannung, die gemäß dem älteren Vorschlag die Anfangsamplitude des Schwingungserzeugers verursacht, gleichzeitig zu einer Längen-bzw. einer Häufigkeitsmodulation( des erzeugten Hochfrequenzimpulses verwendet werden.It should therefore according to the invention, the additional high-frequency voltage, which, according to the older proposal, causes the initial amplitude of the vibration generator, at the same time to a length or. a frequency modulation (of the generated high-frequency pulse be used.

Das Einschwingen eines selbsterregten Senders erfolgt nämlich angenähert nach einer Funktion U-Üleat@ wo U die Amplitude des Senderschwingungskreises, Ui die Anfangsamplitude beim Einsatz des Gleichstromimpulses und a eine von, den Schaltungsgrößen abhängige Konstante bedeutet. Bestimmt man hieraus den Zeitpunkt t, zu dem die Amplitude U einen gewünschten Endwert, z. B. den Maximalwert der mit dem Sender überhaupt herstellbaren Schwingung, erreicht, so erhält man die Beziehung wo mit T die Zeit, die der Sender braucht, um von der Amplitude Ui auf die gewünschte Amplitude U2 zu gelangen, bezeichnet ist. Diese Verhältnisse sind in Abb. i -dargestellt, in welcher ein gegebener Gleichstromimpuls- G und :der Verlauf .des Schwingungsvo-rganges am .Senderausgangskreis eingezeichnet ist. Variiert man nun die Anfangsamplitürde Ui, so verändert sich die Zeit T, d. h. die Impulsbreite wird proportional zum Logarithmus aus der Anfangsamplitude beeinflußt.The oscillation of a self-excited transmitter occurs approximately according to a function U-Üleat @ where U is the amplitude of the transmitter oscillation circuit, Ui is the initial amplitude when the direct current pulse is used and a is a constant that depends on the circuit parameters. If one determines from this the point in time t at which the amplitude U has reached a desired end value, e.g. If, for example, the maximum value of the vibration that can be produced with the transmitter is reached, the relationship is obtained where T is the time that the transmitter needs to get from the amplitude Ui to the desired amplitude U2. These relationships are shown in Fig. I, in which a given direct current pulse G and: the course of the oscillation process on the transmitter output circuit is drawn. If the initial amplitude Ui is now varied, the time T changes, ie the pulse width is influenced proportionally to the logarithm of the initial amplitude.

Eine Ausführungsform der Erfindung für die Längenmodulation zeigt Abb. 2. Es ist hier mit R3 eine selbsterregte Senderöhre bezeichnet, die durch den einen Impulsgenerator J in der Anodenspannung getastet wird. Eine kleine selbsterregte Röhre R, erzeugt eine Hochfrequenzschwingung, die über eine Röhre R2 an den. Sen@derschwingungskreis, d. h. an. das Gitter der Senideröhre angelegt wird. Wird nun die Röhre 122 über den Modulationstransformator M im Modulatiönsrhythmus ,gesteuert, so gelangt an den Senderschwingungskrei-s eine im Modulationsrhythmus in ihrer Amplitude schwankende Hochfrequenz, .die die Anfangsamplitude des sich beim Einsatz des Gleichstromimpulses aufschaükelndeh_ Schwingungsvorganges darstellt. Aus der obigen Formel ergibt sich, daß die Längenmodulation in logarithmischer Abhängigkeit von der Anfangsamplitude erfolgt. Um dies auszugleichen; kann die Röhre R2 mit einer exponentiellen Kennlinie, d. h. als Regelröhre Verwendung finden, so daß die -Anfangsamplitude in exponentieller Abhängigkeit von der Modulationsspannung gesteuert wird.. Die Längenmodulation ist dann- linear. Da das Rauschen, das die unterste Grenze der Amplitude der Zusatzhochfrequenz darstellt, bei üblichen Schaltungen in der Größenordnung von io ,uV liegt, kommen als Zusatzhochfrequenzspannungen schon äußerst kleine Werte in der Umgebung von i ,uV in Frage, die gegenüber der Endamplitude des Kreises von z. B. mehreren hundert Volt völlig zu vernachlässigen sind. Die Modulation derart großer Impulsspannungen wird also durch winzige Werte einer zusätzlich erzeugten Hochfrequenz bewirkt.An embodiment of the invention for length modulation is shown Fig. 2. Here, R3 denotes a self-excited transmitter tube which is fed through the a pulse generator J is sampled in the anode voltage. A little self-excited Tube R, generates a high-frequency oscillation, which is sent to the through a tube R2. Sensor oscillation circuit, d. H. at. the grid of the Senider tube is applied. Now the tube 122 is over the modulation transformer M in the modulation rhythm, controlled, so arrives the transmitter oscillation circle is a fluctuating amplitude in the modulation rhythm High frequency, which is the initial amplitude of the when the direct current pulse is used showing the oscillation process. From the above formula it follows that that the length modulation is logarithmic as a function of the initial amplitude he follows. To make up for this; the tube R2 can have an exponential characteristic, d. H. as a control tube use, so that the initial amplitude in exponential Depending on the modulation voltage is controlled .. The length modulation is then- linear. Because the noise, which is the lowest limit of the amplitude of the additional high frequency represents, with conventional circuits in the order of magnitude of io, uV, come as additional high-frequency voltages, extremely small values in the vicinity of i, uV in question, which compared to the final amplitude of the circle of z. B. several hundred Volts are completely negligible. The modulation of such large pulse voltages is thus caused by tiny values of an additionally generated high frequency.

Stört bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 die auch in den Impulspausen am Senderkreis liegende Hochfrequenz, so kann, wie es bereits in dem eingangs erwähnten älteren Vorschlag gesagt ist, die Zusatzhochfrequenz mitgetastet werden, wobei nur zu beachten ist, daß bereits beim Einsatz der vom Generator J gelieferten eigentlichen Sendertastspannung schon eine über dem Rauschen liegende Anfangsamplitude des Senderschwingungskreises vorhanden sein muß. Eine solche Amplitude kann, man z. B. auch in der Weise sicherstellen, daß man an den Generator für die Zusatzhochfrequenz die Sendertastspannung gleichzeitig anlegt wie an den zu modulierenden Sender, aber 'dem Generator der Zusatzhochfrequenz eine sehr feste Rückkopplung gibt. Da die Zeitkonstante des Hochschwingers eines selbsterregten Generators umgekehrt proportional-,dem Rückkopplungsfaktor ist, schaukelt sich der Generator für die Zusatzhochfrequenz .dann aus dem Rauschen in, sehr kurzer Zeit auf seine Endamplitude auf. Diese Zeit kann etwa einZehntcl der Zeit betragen, die der zu modulierende Hochfrequenzgenerator benötigt, da dessen Kopplung nicht annähernd so fest gewählt werden kann, um, die erstrebte Modulation, zu ermöglichen. i Die Einschwingzet des Zusatz hochfrequenzgenerators ist nun zwar @ von der zufälligen Rauschamplitude abhängig, jedoch ist der Einfluß dieser Schwankung auf die Einschwingzeit des Hauptgenerators gering, da dessen Einsehwin.gzeit ja ein Vielfaches derjenigen des Zusatzgenerators beträgt.Also disturbs in the described embodiment according to Fig. 2 High frequency lying in the pulse pauses on the transmitter circuit, so can, as it is already in the earlier proposal mentioned at the beginning, the additional high frequency is also sampled but it should be noted that when the generator J actual transmitter probe voltage delivered is already higher than the noise The initial amplitude of the transmitter oscillation circuit must be present. Such an amplitude can, e.g. B. also ensure in the way that you are connected to the generator for the Additional high frequency applies the transmitter probe voltage at the same time as to the one to be modulated Transmitter, but 'a very solid feedback to the generator of the additional high frequency gives. Since the time constant of the high oscillator of a self-excited generator is reversed proportional-, the feedback factor, the generator rocks for that Additional high frequency. Then from the noise to its final amplitude in a very short time on. This time can be about one tenth of the time that is to be modulated High-frequency generator is required because its coupling is not nearly as tight to enable the desired modulation. i The settling time of the The addition of the high-frequency generator is now @ of the random noise amplitude depends, however, the influence of this fluctuation on the settling time of the main generator low, since its viewing time is a multiple of that of the additional generator amounts to.

Abb. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei wird die Zusatzhochfrequenz nicht einem besonderen Oszillator, sondern unmittelbar dem Impulsgenerator J entnommen. Ist nämlich der Impuls genügend scharf, so besitzt er Oberwellen, die mit der Resonanzfrequenz des Senderschwingungskreises übereinstimmen und diesen daher anregen können. Damit der Schwingungskreis jedoch nicht dauernd mit konstanter Größe durch den Impuls angestoßen wird; besteht der Sender aus einer rückgekoppelten Gegentaktschaltung mit den Röhren R4 und R5, der am Symmetriepunkt des Gitterschwingungskreises der Gleichstromimpuls aus .dem Impulsgenerator J zugeführt wird, so daß der Impuls des Generators J selbst nicht imstande ist, eine Schwingung mit wohldefinierter Anfangsamplitude im Röhrenkreis zu erzeugen. Erst auf dem Umweg über die Röhre R2, die wie in Abb.2 moduliert wird und die den Gleichstromimpuls an, einen nicht symmetrisch zu den beiden Steuergittern der Röhren. R4, R5 liegenden Punkt leitet, findet eine Anregung des Kreises in steuerbarem Maße statt.Fig. 3 shows another embodiment of the invention. Here the additional high frequency is not a special oscillator, but directly taken from the pulse generator J. If the impulse is sufficiently sharp, then it has he harmonics that match the resonance frequency of the transmitter's oscillating circuit and can therefore stimulate it. So that the oscillation circuit is not permanent is triggered with a constant magnitude by the impulse; the transmitter consists of one Feedback push-pull circuit with tubes R4 and R5, which is at the point of symmetry of the lattice oscillation circuit of the direct current pulse from .dem pulse generator J supplied becomes so that the pulse of the generator J itself is incapable of oscillation to be generated with a well-defined initial amplitude in the tube circle. Only on the detour via the tube R2, which is modulated as in Fig.2 and which carries the direct current pulse to not be symmetrical the two control grids of the tubes. R4, R5 conducts lying point, the circle is stimulated to a controllable extent instead of.

Die Impulstastung des Senders braucht nicht durch einen zusätzlichen Impulsgenerator erfolgen, sondern kann nach dem Prinzip der intermittierenden Selbsterregung (Tröpfelmodulation) in die Senderöhrensch.altung selbst aufgenommen werden. Es ergeben sich dann häufigkeitsmodulierte Impulse, d. h. Impulse, die alle gleich lang sind und deren; Zahl je Zeiteinheit der Modulatio:nsspannung proportional ist. Eine Schaltung für diesen Zweck ergibt sich aus der Abb. 2 dadurch, daß man den Impulsgenerator J fortläßt und das Widerstandskondensatorglied, welches das untere Ende des Schwingkreises mit dem Steuergitter von R3 koppelt, so bemißt, daß nach Aufladung des Kopplungskondensators durch. den Gitterstrom die Schwingröhre gesperrt bleibt, bis sich der Kondensator wieder genügend entladen hat.The impulse keying of the transmitter does not need an additional one Pulse generator can be made, but can be based on the principle of intermittent self-excitation (Drip modulation) can be included in the transmitter tube circuit itself. It surrendered then frequency-modulated pulses, d. H. Impulses that are all of the same length and their; Number per unit of time the modulation voltage is proportional. A circuit for this purpose emerges from Fig. 2 by the fact that the pulse generator J omits and the resistor capacitor element, which is the lower end of the resonant circuit couples to the control grid of R3, sized so that after charging the coupling capacitor by. the grid current remains locked to the vibrating tube until the capacitor is has discharged enough again.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for length or frequency modulation of high frequency pulses generated by a self-excited generator used for length modulation is keyed by direct current pulses or the frequency modulation with intermittent Self-excitation works, are generated, characterized in that one of the transmitter oscillating circuit supplied additional high-frequency voltage above the noise voltage Amplitude for generating the length or frequency modulation of the pulses, amplitude-modulated will. Arrangement according to claim i for a generator gated by direct current pulses, characterized in that d: aß the direct current pulses unmodulated at the point of symmetry of the lattice oscillation circuit of a push-pull oscillation generator and amplitude-modulated be placed at a point that is not symmetrical to the two grids, such that the harmonics of the modulated direct current pulses generated at the resonance frequency of the transmitter oscillation circuit match, excite it. 3. Arrangement according to claim i or 2, characterized in that. the modulation, the impulses of the additional high frequency takes place in such an exponential dependence on the modulation voltage that a linear relationship between modulation voltage and high frequency pulse length results. .a .. Arrangement according to claim i, characterized in that with simultaneous Keying of the modulated and the additional high-frequency generator die Feedback the latter is chosen much more firmly than that of the former.