DE892148C - Modulator - Google Patents
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- DE892148C DE892148C DEI3255D DEI0003255D DE892148C DE 892148 C DE892148 C DE 892148C DE I3255 D DEI3255 D DE I3255D DE I0003255 D DEI0003255 D DE I0003255D DE 892148 C DE892148 C DE 892148C
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03C—MODULATION
- H03C1/00—Amplitude modulation
- H03C1/52—Modulators in which carrier or one sideband is wholly or partially suppressed
- H03C1/54—Balanced modulators, e.g. bridge type, ring type or double balanced type
- H03C1/56—Balanced modulators, e.g. bridge type, ring type or double balanced type comprising variable two-pole elements only
- H03C1/58—Balanced modulators, e.g. bridge type, ring type or double balanced type comprising variable two-pole elements only comprising diodes
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- Inverter Devices (AREA)
Description
Die bisher benutzten Modulatoren waren meist abhängig von nicht .linearen Elementen., die in
ihren Eigenschaften einem quadratischen Gesetz nahekommen. Versuche, Modulatoren und Demodulatoren
zu verbessern, richteten sich gewöhnlich darauf, Strombereiche zu wählen, in denen
diese Annäherung möglichst genau ist.
Zweck der Erfindung ist es, nicht lineare Elemente zu verwenden, die idealen Gleichrichtern
nahekommen, d. h. Elementen, die in der einen Richtung die Impedanz Null und in der entgegengesetzten
Richtung eine unendliche Impedanz besitzen, ferner Strombereiche zu benutzen, in denen
die anwendbaren nicht linearen Elemente dem Ideal sehr nahekommen und die Wirkungen ihrer Abweiichung
vom Ideal zu kompensieren oder zu vermeiden.
Die Auisgangsspantiung eines Modulators, der
mit idealen Gleichrichtern arbeitet, hat viel mit der Ausgangsspannung eines Modulators, der mit ao
synchroner Schaltung arbeitet, gemeinsam. Es ist daher zweckmäßig zunächst eine derartige Schal-.
tung, die in Fig. 1 dargestellt ist und ihre in Fig. 2
gezeigten Ergebnisse zu betrachten. In Fig. 1 ist 1
ein Wechselspannungsgenerator von der Frequenz q, 2 ein mit p Umdrehunigen umlaufender
Kommutator und 3 eine als Widerstand dargestellte Belastung. In Fig. 2 stellt die punktierte
Kurve.21 den vom Generatori gelieferten Strom,
die ausgezogene Kixrve 22 den der Belastung 3 zugeführten
Strom dar. Da es sich um eine rein Ohmsche Belastung handelt, sind keine induktiven
Entladungen oder Ausgleichsvorgänge zu berücksichtigen.
Bei der Analysierung der ausgezogenen Kurve würde es sich zeigen, daß sie Frequenzen von der
Reihe p ± q, 3 p ± q, 5 p ± q .. . aber keine von der
Form p ± nbq enthält. Alle diese Komponenten stehen in genauem Verhältnis zu den Größen der
ursprünglichen Komponenten, und vorausgesetzt, daß p größer ist als q, könnte man durch Siebketten
die Frequenzen p + q und p — q ohne Beimengung von anderen Komponenten aussieben.
Wenn jedoch der Generator 1 eine zusammengesetzte Welle mit Komponenten qi, qz usw. erzeugt,
würde es auch zutreffen, daß entsprechende Frequenzenp + q 1, p + q2 usw. in genauer Proportion
zu den Größen der ursprünglichen Komponenten erzeugt werden und vorausgesetzt, daß p
größer ist als irgendeiner der g-Werte, so können auch diese Komponenten von allen anderen verschiedener
Art, wie z. B. 3 p ± q usw. getrennt werden.
Ein umlaufender Kommutator oder ein periodisch betätigter . Kommutator ist irgendeinem
Modulator als Frequenzübertragungsanordnung darum überlegen, weil der letztere dieselbe Proportionalität
von Eingangs- und Ausgangsspannung und dieselbe Freiheit von unerwünschten Komponenten nur bei der Verwendung eines sehr
starken Trägerstromes haben kann.
Die Vollkommenheit eines Kommutators als Modulator hängt von der Verwendung einer Belastung,
deren Impedanz ein konstanter Widerstand ist, ab, da irgendwelche induktiven Stöße,
Kondensatorentladungen oder andere Ausgleichserscheinungen unerwünschte Frequenzen in EinJ
gangs- und Ausgangsspannung hervorrufen würden. Es ist ferner von Wichtigkeit, daß, wenn es sich
um eine Ohmsche Belastung handelt, die Größe (quadratischer Mittelwert) der ,Ströme im Generator
und in der Belastung unabhängig von Schaltvorgängen und die Eingangsimpedanz des Modulators
gleich der Belastung ist.
Ferner ist für irgendeine Eingangsfrequenz q die Größe der Ausgangsimpedanz, die für die zusammengesetzte
Welle vorhanden ist, gleich der Impedanz des Generators bei der Frequenz q.
Obgleich ein Teil der Leistung der Spannungsquelle für die Komponenten 3 p + q usw., die gewöhnlich
nicht erforderlich sind, verbraucht wird, liegt der Pegel von jeder der beiden Komponenten
£+ q und p—q nur 0,45 Neper unter der
Leistung des Generators, wenn die Belastung , richtig angepaßt ist. Der Kommutator stellt aliso
einen, sehr wirkungs\OÜen Modulator für die Erzeugung
von einem oder zwei Seitenbändern einer Trägerwelle dar. Jedoch trotz aller dieser Vorteile
stehen mechanische Schwierigkeiten der ausgedehnten Verwendung von Kommutatoren als
Modulatoren im Wege.
Ein teilweiser Ersatz für einen umlaufenden oder periodisch betätigten Unterbrecher ist eine
Wechselspannung, die, wie in Fig. 3 gezeigt, in Serie mit einem Gleichrichter angelegt wird. In
dieser Figur sind ein Gleichrichter 32 und ein Generator 33 in Serie mit einem Generator 31 und
der Belastung 34 geschaltet.
Kurve 44 in Fig. 4 a zeigt den von den beiden Generatoren 31 und 33 erzeugten Strom. Vorausgesetzt
ist dabei, daß die Gesamtimpedanz des Generators und der Belastung ein konstanter, für
alle Frequenzen gleicher Ohmscher Widerstand ist, und daß der Gleichrichter 32 ein idealer Gleichrichter
ist, d.h., daß.er Strom in einer Richtung vollkommen durchläßt und in der anderen Richtung
das Fließen von Strom vollständig sperrt. Die Kurve 44 besteht aus Wechselstromkomponenten
und einer Gleichstromkomponente. Diese ist durch die Linie φ angedeutet.
Das Vorhandensein dieser Gleichstromkomponente ist für den .Modulationsvorgang unerläßlich.
Infolgedessen ist der !Widerstand des Gleichstrompfades in der Schaltung von Wichtigkeit. Um die
Wirkung einer Veränderung des Gleichstromwiderstandes deutlich zu machen, sei angenommen,
daß der Gleichstromwiderstand ohne eine Veränderung der Impedanz einer anderen Frequenz verändert
werden kann. Ein Zunehmen oder Abnehmen des Widerstandes kann durch einen Gleichstromgenerator
mit der Impedanz Null, der dem Stromfluß entgegenwirkt, bzw. ihn unterstützt, dargestellt
werden. Die vollständige Hüllkurve der angelegten
Spannung zeigt Fig. 4b. Diese Kurve ist der von Fig., 4a ähnlich, nur sind auch die negativen Halbwellen
dargestellt. Normalerweise läßt der Gleichrichter nur Strom durch, wenn die Spannung über
die Linie 47 ansteigt. Wenn der Gleichstromwiderstaind größer wird, ist dies gleichbedeutend mit
einer zusätzlichen EMK, die dem Fließen von Strom entgegenwirkt. Die Nullinie 47 verschiebt
sich dann in der ,Spannungskurve nach oben. Zunächst wird sich dies in einer Veränderung der
Verzerrung auswirken, da die Perioden, bei denen der Strom Null ist, immer mehr voneinander verschieden,
sein werden. Wenn der Widerstand so weit angewachsen ist, daß die Linie 47 mit der
Linie 48 zusammenfällt, tritt eine weitere beträchtliche Verzerrung ein; die darin besteht,' daß die
Trägerwellenamplitude nicht mehr der Modulationshüllkurve
folgen kann. Entsprechend den Harmonischen der ,Modulationsfrequenz q werden
dann Kombinationsprodukte p ± 2 g-usw. entstehen.
Andererseits wird die Linie 47 nach unten verschoben, wenn der Gleichstromwiderstand kleiner
wird. Wie vorher, tritt zunächst eine Verzerrung des Schaltvorganges ein, und bei der Lage 49 tritt
eine Verzerrung der Hüllkurve auf, da z. B. am Punkt 50 der während jedes Teiles der Trägerfrequenzperiode
"fließende Strom nicht Null wird.
Bei einer sinusförmigen Trägerwelle ergibt sich daher ein Optimalwert für den Gleichstromwider-'
stand entsprechend einer Lage der Linie 47 mitten
zwischen den Punkten, bei denen die Hüllkurvenverzerrung beginnt. Hieraus ist es klar, daß bei
Benutzung einer rechteckigen Trägerwelle der Wert des Gleichstromwiderstandes sich zwischen den
durch den Anfang der Hüllkürvenverzerrung gegebenen Grenzen verändern kann, ohne daß das
Arbeiten des Modulators beeinträchtigt wird. Andererseits kann die Amplitude der Modulationsfrequenz bei richtiger Bemessung des Gleichstromwiderstandes
ohne weiteres einen beliebigen iWert haben, sie muß nur kleiner sein als die der Trägerfrequenz.
Dies ergibt den besten Wirkungsgrad der Trägerwellenleistung, den man erreichen kann.
Damit die Schaltung der Fig. 3 vollkommen als Kommutator arbeitet, müssen die folgenden Bedingungen
erfüllt sein: a) Während der positiven Halbwelle der Frequenz p muß der vom Generator
33 durch den Gleichridhter 32 fließende Strom immer größer sein als der, der in entgegengesetzter
Richtung vom Generator 31 durch den Gleichrichter zu fließen sucht, so daß im Gleichrichter
ein positiver Strom übrigbleibt und der Gleichrichter leitfähig bleibt, so daß die Verbindung
zwischen dem Generator 31 und der Belastung 34 nicht unterbrochen ist; b) während der negativen
Halbwelle der Frequenz p muß die vom Generator
33 dem Gleichrichter 32 zugeführte Spannung immer größer sein als die, die in entgegengesetzter
Richtung vom Generator 31 zugeführt wird, so
daß, da eine negative Spannung übrigbleibt, der Gleichrichter das Fließen von Strom verhindert und
eine Verbindung zwischen dem Generator 33 und der Belastung 34 nicht Zustandekommen kann.
Es ist klar, daß diese Erfordernisse nur dann ganz erfüllt werden körinen, wenn die Leistung des
Generators 33 sehr groß gegen die des 'Generators 31 ist oder, wenn die vom 'Generator 33 gelieferte
Spannung einen derartigen Verlauf hat, daß der Strom und die Spannung augenblicklich von einem
endlichen positiven Wert zu einem endlichen negativen Wert übergehen und umgekehrt. (Dies ist
z. B. der Fall bei der schon erwähnten Rechteck-Spannung. In besonderen Fällen, bei denen die Frequenz
q eine Harmonische zu der Frequenz p ist, kann es allerdings möglich sein, diese Bedingungen
auch zu erfüllen, wenn die Generatoren 33 und 31 sinusförmige Spannungen liefern.)
Die Erfindung schafft die Möglichkeit, die Bedingungen a) und b) meist annähernd zu erfüllen,
wenn die Maximalleietung des Generators 33 größer als die des Generators 31 ist.
Dies wird bei einem Modulator mit einem oder mehreren Gleichrichtern, zwei oder mehr Wechselstromgeneratoren
und einer oder mehr Belastungen, bei dem die einzelnen Schaltelemente wie Generatoren,
Gleichrichter, Übertragerwidklungen ein oder mehrere Glieder bilden, gemäß der Erfindung
dadurch erreicht, daß die Impedanzen dieser einzelnen Elemente in jedem Glied so bemessen sind,
daß die Summe der Wifkwiderstände der Elemente in dem Glied, bei der Frequenz Null und bei einer
oder mehreren Frequenzen, die dem Glied zugeführt oder darin erzeugt werden, im wesentlichen
den gleichen Wert hat, und daß die Summe der Blindwiderstände in dem Glied bei allen Frequenzen
im wesentlichen gleich Null ist.
Dies besagt, daß bei jeder der vom Gleichrichter 32 oder den Generatoren 31 und 33 erzeugten
Frequenzen die Summe der Impedanzen aller Elemente des Kreises ohmisch sein und dieselbe Größe,
beispielsweise R0 haben soll, um geringste Verzerrung
und guten Modulationswirkungsgrad zu gewährleisten. Zum Zweck eines guten Übertragungswirkungsgrades
soll die Impedanz des Generators 33 bei der Frequenz p und die des Generators
31 bei der Frequenz q ohmisch und gleich R0 sein. Bei anderen Frequenzen als p für den Generator
33 und q für den Generator 31 sollen die Impedanzen-gleich Null sein. In ähnlicher Weise soll
die Impedanz der'Belastung (bei der Verwendung einer sinusförmigen Trägerwelle) gleich R0 bei den
Frequenzen 0, 2 p, 4 p, 6 p usw. und p ± q, 3 p ± q,
5P ± q und gleich Null bei allen anderen Frequenzen
sein.
Wenn eine Trägerfrequenz von rechteckiger Kurvenform verwendet werden soll, werden diese
Bedingungen etwas verändert, da bei einer reinen Rechteckwelle keine geraden Harmonischen vorhanden
sind, dagegen aber alle ungeraden Harmonischen. Daher muß, wenn die Impedanz des Trägerwellengenerators
für die Frequenzen p, 2>p, Sp usw.
gleich Null ist, die Belastungsimpedanz nur bei den Frequenzen 0, p + q, 3 />
± q usw. gleich i?0 sein. Praktisch enthalten aber Rechteckwellen, da diese
gewöhnlich aus sinusförmigen Wellen erzeugt werden, gerade Harmonische, so daß es allgemein
erwünscht ist, diese letzteren zu berücksichtigen.
Praktisch kann man häufig ausreichende Ergebnisse erzielen, wenn die vorgeschriebenen Bedingungen
für die Grundfrequenzen und die niedrigeren Harmonischen oder auch" nur für die Grundfrequenzen,
erfüllt sind. Dazu gehören die Frequenzen o, p, q und 'p + q.
Den obigen Ergebnissen liegt die Annahme zugrunde, daß die Glieder aus idealen Elementen bestehen.
Diese Annahme soll nun entfallen und 'Wirkung von Unvollkommenheiten der Schaltelemente
berücksichtigt werden. Eine Unvollkommenheit im Gleichrichter kann im Vorhandensein
einer Parallelkapazität zum Gleichrichter, und einem Serienwiderstand, der sich mit der Frequenz
oder dem Strom oder auch mit beiden verändern kann, bestehen.
Ein konstanter Serienwiderstand kann dadurch kompensiert werden, daß man alle übrigen Impedanzen
um denselben Betrag für alle in der Schaltung auftretenden Frequenzen verringert.
Ein Widerstand, der sich mit der Frequenz verändert, kann durch Reduktion der Gesamtimpedanz
der Schaltung für jede Frequenz um einen entsprechenden Betrag kompensiert werden.
Ein Widerstand, der sich mit dem Strom verändert, kann nur dadurch vollständig kompensiert
werden, daß man einen nicht linearen Widerstand hinzufügt, dessen Spannungsstromcharakteristik
der des Gleichrichters über den Spannungsbereich, in dem Strom in der Schaltung fließt, entgegengesetzt
ist.
Diese Bedingung könnte angenähert durch einen zweiten Gleichrichter, der in entgegengesetzter
Richtung geschaltet und so vorgespannt ist, daß er niemals undurchlässig wird, erfüllt werden.
ίο Eine Parallelkapazität des Gleichrichters kann
für alle Frequenzen nur durch eine negative Kapazität vollständig kompensiert werden. Es ist
jedoch möglich, das Problem zu lösen, indem man besondere Mittel für jede Frequenzkomponente vorsieht.
Fig. S zeigt einen Modulator, der dem in der Fig. 3 dargestellten ähnlich ist. Hierin ist der
Gleichrichter durch einen idealen Gleichrichter 32 mit Serien- und Parallelimpedanzen j6· und 76'
ao (gestrichelt) dargestellt. 31 ist ein Generator zur
Erzeugung der Frequenz q, der eine Impedanz R bei der Frequenz q und die Impedanz ο bei allen
anderen Frequenzen besitzt. 33 ist ein Generator zur Erzeugung der Frequenz p, mit der Impedanz R
bei "der Frequenz^ und der Impedanz ο bei allen anderen Frequenzen. 34 ist eine Belastung mit der
Impedanz R bei den Frequenzen paz.q urad der Impedanz
ο bei allen anderen Frequenzen, yy ist ein
bekanntes Netzwerk, das aus Widerstand, Induktivität
und Kapazität besteht oder piezoelektrische Anordnungen enthält, mit den folgenden Eigenschaften
:
1. Bei der Frequenz q ist die ,Summe der
Impedanzen des Generators 31, des Netzwerkes 77 und der effektiven Impedanz 76/ in Parallelschaltung
mitder effektiven Impedanz 76' gleich einem Widerstand Ri.
2. Bei der Frequenz p ist die Summe der Impedanzen des Generators 33, des Netzwerkes jy und
der effektiven Impedanz 76 in Parallelschaltung mit der effektiven Impedanz 76' gleich der Impedanz Ri.
3. Bei den Frequenzen o, 1Zp, 4 p usw. ist die
Summe der Impedanzen des Netzwerkes 77 und der
effektiven Impedanz 76 in Parallelschaltunig mit der effektiven Impedanz 76' gleich einem Widerstand! R1.
4. Bei den Frequenzen p ± q, 3 p + q usw. ist die
Summe der Impedanzen der Belastung 34 des Netzwerkes
yy und der effektiven Impedanz 76 in Parallelschaltung mit der effektiven Impedanz j6'
gleich einem Widerstand R1.
Es ist Mar, daß es, wenn die Generatoren und
die Belastung andere als die genannten Impedaaizeigenschaften
haben, nötig oder erwünscht ist, andere Netzwerke parallel mit den Generatoren und
der Belastung zu schalten.
Falls eine der Eingangsfrequienzen in Wirklichkeit
ein Frequenzband ist, ist es allgemein möglich, die Ohmsche Komponente der Kreisimpedanz im
wesentlichen gleich dem gewünschten" Wert für das gesamte Band und die Blindkomponente gleich Null
für die Frequenz/1, fz zu machen, wobei fi
und /2 die Grenzfrequenzen des Frequenzbandes sind. Dies ist die beste Kompromißlösung für die
Fälle, in denen es nicht möglich ist, die Blindkomponente für das gesamte Band gleich Null zu
machen.
Natürlich können bei Änderungen in der 'Größe oder Zahl der Elemente in den Netzwerken der
Fig. 5 Abweichungen von den idealen Bedingungen der Generatoren- oder Belastungsimpedanzen in
ähnlicher Weise kompensiert werden.
Zwei Fälle sind besonders zu beachten, und zwar einmal, daß einer oder mehrere der Generatoren
und Belastungen mit der Schaltung über Transformatoren verbunden sind, und zum anderen, daß
einer oder mehrere der Generatoren und Belastungen mit der Schaltung über Siebketten verbunden
sind.
In diesen Fällen ist es, um richtige Verhältnisse für den Gleichstrom zu bekommen, allgemein notwendig,
einen Serienwiderstand einzuschalten, dem ein Kondensator, dessen Impedanz für alle in der
■Schaltung auftretenden Frequenzen außer Null niedrig ist, parallel geschaltet ist.
Obgleich bisher nur von einer Schaltung die Rede war, bei der der Gleichrichter, die Generatoren
und die Belastung in Serie geschaltet sind, ist es für den Fachmann klar, daß ähnliche Bedingungen
auch von einer Schaltung·, bei der Gleichrichter, Generatoren und Belastung parallel geschaltet
sind, erfüllt werden, vorausgesetzt, daß der Gleichrichter, die Generatoren und die Belastung
gemäß demselben Prinzip bemessen sind.
Es ist bekannt, daß eine Kombination von zwei oder mehreren der Fig. 3 ähnlichen Gliedern für
die Beseitigung von unerwünschten Frequenzen, beispielsweise von der Belastung, vorteilhaft ist.
Die Kombination von zwei oder mehreren erfindungsgemäßen Gliedern hat außerdem den wichtigen
Vorteil, daß sich die gewünschten Impedanzverhältnisse leichter erreichen lassen.
Es ist gezeigt worden, daß in einem eingliedrigen Modulator, wie dem der Fig. 5, eine Kompensation
der Abweichungen von den idealen Impedanzverhältnissen, der einzelnen Schaltelemente vorgenommen
werden kann. Bei einem einzigen Glied gehen die aufgedrückten oder in dem Modulator
erzeugten Ströme aller Frequenzen durch jede Impedanz der Schaltung. Daher muß ein zusätzliches
Impedanznetzwerk die Bedingungen bei all diesen Frequenzen erfüllen. Modulatoren mit mehr als
einem Glied können so ausgebildet werden, daß die Ströme bestimmter Frequenzen in gewissen Zweigen
nicht fließen, wodurch die Zahl der Impedanzbedingungen, die in diesen Zweigen erfüllt sein müssen,
herabgesetzt wird.
Eine Anzahl von Beispielen derartiger Kombinationen sollen an Hand der Figuren beschrieben
wenden, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt. tao
Fig. 6 zeigt einen zweigliedrigen Modulator, bei dem die Trägerfrequenz parallel an den Gleichrichter,
und die Modulationsfrequenz in Reihe angelegt wird.
Die zwei Glieder enthalten die Gleichrichter 82 und Sa' und haben einen gemeinsamen Zweig mit
der Sekundärwicklung 92 des Transformators 86, mit dessen Primärwicklung 91 der Oszillator 83
mit der Frequenz p verbunden ist. Das obere Glied enthält die Sekundärwicklung 89 des Transformators
85 und die Sekundärwicklung 94 des Transformators 87. Das untere "Glied enthält die Sekundärwicklungen
89' und 94' der Transformatoren 85 und 87. Die Sekundärwicklungen 89 und 89' des
Transformators 85 sind gleich groß, festgekoppelt und in Serie geschaltet. Mit der Primärwicklung
88 des Transformators 85 ist der Generator 81 mit der Frequenz q verbunden. In ähnlicher Weise sind
die Sekundärwicklungen 94 und 94' des Transformators 87 gleich, festgekoppelt und auch in ,Serie
geschaltet, während die Primärwicklung 93 mit der Belastung 84 verbunden ist.
Es ist klar, daß bei der Schaltung nach Fig. 6, da die in den Windungen 89 und 89' fließenden
Ströme der Frequenzen p, 2 p, 4 p usw. gleich groß und um i8o° phasenverschoben sind, die resultierende
Spannung an diesen Wicklungen gleich Null ist. Ebenso ist die resultierende Spannung an
den Wicklungen 94, 94' bei den Frequenzen p, 2 p, 4p usw. gleich Null. Die Ersatzimpedanz in jedem
Glied ist daher bei den Frequenzen^, 2p, 4p usw.
zweimal so groß, wie die Impedanz des Generators 83 bei diesen Frequenzen über den Transformator
86.
Die Ströme der Frequenzen q, p + q,3p + q usw.
sind in den beiden Gliedern ebenfalls gleich und fließen in entgegengesetzter Richtung durch die
Wicklung 92 des Transformators 86. Daher ist die Ersatzimpedanz in jedem Glied bei den Frequenzen
q, p ± q, 3 p ± q usw. gleich der Summe der Impedanzen des Generators 81 und der Belastung
84 über die Transformatoren 85 und 87. Wenn daher die Generatoren 81 und 83 und die
Belastung 84 Impedanzen haben, die bei allen in Betracht kommenden Frequenzen gleich R sind und
wenn das Verhältnis der beiden Windungen bei jedem der drei Transformatoren 85, 86 und 87 einheitlich
ist, ist die Impedanz jedes Gliedes bei den Frequenzen/), 2p, 4p usw. und q, p + q, 3p+ q
usw. gleich 2 R. Eine Bedingung wird jedoch nicht erfüllt, wenn die Gleichrichter und Transformatoren
dem IdealzUiStand nahekommen, da die Impedanz bei der Frequenz ο gleich Null ist. Um diesem abzuhelfen,
muß ein Widerstand von der Größe Bi?
in jedem Glied zugefügt und durch einen Kondensator überbrückt werden, dessen Impedanz bei den
Frequenzen p, 2 p, 4 p usw. und q, p + q, 3 p ± q
usw. vernachlässigt werden kann. Wenn dieser Widerstand in den gemeinsamen Zweig mit der
Windung 92 des Transformators 86 eingeschaltet wird, spielt die Impedanz des Parallelkondensators
bei den Frequenzen q, p + q, 3 p + q keine Rolle·,
da Ströme dieser Frequenzen in diesem Kreis- nicht fließen. In diesem Fall muß der Widerstand glei chi?
sein, da der Gleichstrom beider Glieder durch ihn fließt.
Fig. 7 zeigt einen Modulator, der dem der Fig. 6 ähnlich ist; jedoch sind 82 und 82' keine idealen
Gleichrichter, sondern sie halben Parallelimpedanzen 97,97' und,Seriemmpedanzen98,98'. Die Impedanznetzwerke
95, 96 und 96' sind hinzugefügt worden, um die gewünschten Impedanzverhältnisse in der
Schaltung wieder herzustellen. Die Netzwerke 96 und 96' sind durch Transformatoren oder andere
bekannte Mittel induktiv gekoppelt. Netzwerk 95 in dem gemeinsamen Zweig liegt in dem Pfad für
die Ströme der Frequenzen· p, 2 p, 4 p usw. und für Gleichstrom. Das Netzwerk 95 kann daher den notwendigen
Gleichstromwiderstand und Elemente zur Kompensation der Serien- und Parallelimpedanzen
der Gleichrichter bei p, 2 p, 4 p usiw. enthalten. An den festgekoppelten Netzwerken 96 und 96' kann
keine resultierende Spannung wegen der Ströme der Frequenzen p, 2 p, 4p usw. auftreten. Diese
Netzwerke enthalten daher nur solche Elemente, die zur Kompensation der Gleichrichterimpedanzen bei
den Frequenzen q, p + q, 3p + q usw. notwendig sind.
Wenn auch die Fig. 6 und 7 besondere Ausführungsformen
von zweigliedrigen iModu-latoren,
bei denen die Ströme der Trägerfrequenzen in den Kreisen des Modulationsgenerators und der Belastung
abgeglichen werden, darstellen, so kann doch das Prinzip der Erfindung ebenso auf andere
Arten von zweigliedrigen Modulatoren angewendet werden.
Fig. 8 zeigt einen viergliedrigen Modulator, bei dem 51', 51" zwei Hälften des Generators 51 von
der zu übertragenden Frequenz q sind. Diese sind so geschaltet, daß 'bei der Zeit ο ihre augenblickliche
EMK in Richtung der Pfeile verläuft. 52', 52", 52'" und 52"" sind vier Gleichrichter, die als ideale
Gleichrichter betrachtet werden. 53', 53", 53"', 53"" sind vier Generatoren mit gleicher
Frequenz p gleicher Phase und Amplitude, die so geschaltet sind, daß bei der Zeit ο ihre augenblickliehe
EMK in Richtung der Pfeile verläuft. 54', 54" sind zwei Hälften der Belastung 54. 55 ist eine
Verbindung, die einen Pfad für den gleichgerichteten Strom darstellt.
Bei der Zeit 0 sind die Generatoren 53" und 53"" unwirksam, weil ihre EMK den Gleichrichtern 52"
und 52"" entgegengerichtet ist. Der Generator 53' erzeugt einen ,Strom, der durch den Gleichrichter
52', die Hälfte 51' des Generators 51, durch den
Leiter 55 und die Hälfte 54' der Belastung 54 fließt. Ebenso erzeugt der Generator 53"' einen Strom,
der durch den Gleichrichter 52'", die Hälfte 51" des
Generatorssi, den Leiter 55 und die Hälfte 54"
der Belastung 54 fließt. Die Gleichrichter 52' und
52'" sind daher leitfähig, und der Generator 51· ist
direkt mit der Belastung 54 verbunden, wodurch in dieser ein Strom in der Richtung des gestrichelten
Pfeiles erzeugt wird.
Wenn nach einer Periode ■
— sich der Sinn der
EMK des Generators 53 usw. umkehrt, sind die Generatoren 53' und 53"' unwirksam. Generator 53"
erzeugt einen Strom, der durch die Hälfte 51' des Generators 51 durch die Verbindung 55, die Hälfte
54" der Belastung 54 und zurück zu seiner Quelle verläuft. Der Generator 53"" erzeugt einen Strom,
' der durch die Hälfte 51" des Generafors.51, die Verbindungsleitung
55 und durch die Hälfte 54' des Generators 54 zu seiner Quelle verläuft. In diesem
Fall sind die Gleichrichter 52" und 52"" leitfähig, und es besteht wieder eine direkte Verbindung
zwischen dem Generator 51 und der Belastung 54 in entgegengesetztem Sinn zu der Verbindung, die
während der Leitfähigkeit- der Gleichrichter 52' und 52"' besteht.
Wie vorher, ist es wichtig, daß die Impedanzen des Generators mit der Frequenz p, der Belastung
und des Generators mit der Frequenz q keine Blindkomponente enthalten und einen frequenzunabhangigen
Widerstand besitzen, damit keine Ausgleichsvorgänge in der Schaltung eintreten.
Die Ströme von den Generatoren 53' usw. fließen in beiden Hälften der Belastung. Dies erfolgt in
entgegengesetzten Richtungen, und infolgedessen entwickelt sich an der Belastung 54 keine Spannung
entsprechend der Frequenz p oder einer ihrer Harmonischen. Ebenso entwickelt sich keine solche
Spannung am Generator 51.
Diese Anordnung unterscheidet sich darin von
der der Fig. 3, daß bei einem Fehlen des Generators 51 kein Teil des Ausgangsstromes vorhanden
ist. Aber trotzdem ist sie kein vollkommener Ersatz für den Kommutator, da sie ebenso wie die
Halbwellenanordnung an Stelle des Unterbrechers nicht mit genau konstanten Intervallen schaltet, sofern
nicht die Ströme und Spannungen von den Generatoren 53' usw. gegenüber der vom Generator
51, groß sind.
Fig. 9 zeigt eine Abänderung der Schaltung der Fig. 8, bei der der Nachteil der unterteilten Generatoren
und Belastungen mit Hilfe vom Transformatoren, von denen jeder eine unterteilte Primäroder
Sekundärwicklung besitzt, vermieden wird. Hierin ist 61 der Generator, dessen Frequenz q zu
übertragen ist. 62', 62", 62'" und 62"" sind vier
Gleichrichter, die als ideale Gleichrichter betrachtet werden. 63 ist der Generator mit der Frequenz p,
64 die Belastung, 65 eine Verbindungsleitung und 66 eine Impedanz. 67', 67", 67'" und 67"" sind
vier ,Sekundärwicklungen eines Transformators 69, 68 die Primärwicklung des Transformators 69. Der
Transformator 69 ist als Toroid dargestellt. 70 ist ein Transformator mit einer Primärwicklung 71
und einer in zwei Hälften 72' und γα" unterteilten
Sekundärwicklung 72. 73 ist ein Transformator mit einer in zwei Hälften 74' und 74" unterteilten
Primärwicklung und einer Sekundärwicklung 75.
Diese Schaltung arbeitet ähnlich wie die der
Fig. 8, aber wenn der Transformator 70 wirksam ist und die Windungen 72' und 72" fest miteinander
gekoppelt sind, bieten sie den Strömen vom Generator 63 praktisch keine Impedanz, da sie
gleiche Ströme in entgegengesetzter Richtung führen. Dasselbe trifft auch für die Wicklungen 74'
und 74" des Transformators 73 zu, so daß, abgesehen von der Impedanz 66, der Generator 63
immer durch diese Transformatorwicklungen, die Verbindungsleitung 65 und die Gleichrichter 62'
und 6b" oder 62'" und 62"" nahezu kurzgeschlossen ist. Die Impedanz 66 soll möglichst keinen Blindwiderstand
enthalten und frequenzunabhängig sein, um Ausgleichsivorgängen vorzubeugen. Normalerweise
wird sie aus einem Widerstand bestehen, aber in bestimmten Fällen, bei denen die Gleichrichter
vom Idealzustand beträchtlich abweichen, können nicht lineare Impedanzen vorteilhaft sein, es kann
dann sogar wünschenswert sein, daß diese Impedanz einen Blindwiderstand enthält.
Die Schaltung der Fig. 9 bat vier ähnliche Glieder. Ein Glied besteht aus dem !Gleichrichter
62', der Wicklung 67' des Transformators 69, der Wicklung 74" des Transformators 73, der Impedanz
66 und der Wicklung 72' des Transformators 70. Wenn bei jedem der drei Transformatoren das· Verhältnis
der zweiWiddungen gleich ist, ergeben sich für die Äquivalentimpedanzen der verschiedenen
Elemente in diesem Glied folgende Werte:
Wicklung 67' = ο bei allen Frequenzen außer p, doppelt so groß wie die Impedanz 63 bei der Frequenz
p. Wicklung 74" = ο bei allen Frequenzen außer p + q, 3p + q usw. doppelt so groß wie die
Impedanz der Belastung 64 bei den Frequenzen p±q, Zp ±q usw.
Impedanz 66 = ο bei allen Frequenzen äußer 0, 2 p, 4P usw. Da in jedem Augenblick die Ströme
der zwei Glieder in dieser Impedanz fließen, ist ihre Äquivalentimpedanz für jedes Glied zweimal so
groß wie ihre tatsächliche Impedanz bei den Frequenzen 0·, 2 p, 4 p usw.
Wicklung 72' = 0 bei allen Frequenzen außer q,
zweimal so groß wie die Impedanz des Generators 61 bei der Frequenz q.
Um die geforderten Bedingungen zu erfüllen, wenn die Gleichrichter und Transformatoren dem
Idealzustand nahekommen, dürfen die Impedanzen der Generatoren 61 und 63, der Belastung 64 und
die Impedanz 66 keinen Blindwiiderstand enthalten und sie müssen bei den entsprechenden Frequenzen
dieselbe Größe besitzen.
In dieser viergliedrigen Schaltung wurde eine Trennung der verschiedenen in dem Modulator
fließenden Frequenzen in größerem Maße erreicht als in der zweigliedrigen Schaltung, so daß Mittel
zur Kompensation von Unvollkommenheiten der Gleichrichter, Transformatoren oder der GeneratorundBelastungsimpedanz
leichter angewandt werden können.
Wie vorher erwähnt, unterscheiden sich praktische
Gleichrichter vom idealen Gleichrichter dadurch, daß ihre Widerstände in den beiden Richtungen
nicht gleich Null bzw. gleich unendlich sind, und daß sich diese Widerstände mit der- Größe der
angelegten Spannungen verändern. Außerdem besitzen Gleichrichter eine bestimmte Eigenkapazität.
Ein konstanter oder f requenzabhängiger Serienwiderstand in den Gleichrichtern oder Transf
ormatoren kann durch Anpassung der Widerstände des Generators, der Belastung und der Impedanz 66
bei den benutzten Frequenzen kompensiert werden. Ein mit dem Strom veränderlicher Serienwiderstand
kann dadurch kompensiert werden, daß man entweder in Serie mit jedem Gleichrichter, oder in
Serien- oder Parallelschaltung mit den Generatoren, Belastung und Impedanz 66 zusätzliche nicht lineare
Impedanzen schaltet, die eine den Gleichrichtern entgegengesetzte Charakteristik haben. DieParallelkapazität
läßt sich am besten getrennt für jede Frequenzgruppe kompensieren. Für die Frequenz p
sind zuzuschalten: a) vier Gegeninduktivitäten in ,Serie mit den Windungen 67', 67", 67'" und 67"",
die so bemessen sind, daß sie mit der wirksamen Kapazität eines Gleichrichters bei der Frequenz p
in Resonanz sind; b) vier ähnliche bemessene Induktivitäten parallel zu den 'Wicklungen 67', 67",
67'" und 67""; c) eine Induktivität in Serie mit der Wicklung 68, die so bemessen ist, daß sie mit der
gekoppelten Kapazität eines Gleichrichters in Resonanz ist; d) eine ähnlich bemessene Induktivität
parallel zu der Wicklung 68.
Für die Frequenz q kann eine Induktivität in Serien- oder Parallelschaltung zu der Wicklung 71
oder in Parallelschaltung zu den Wicklungen 72', 72" oder zwei Gegeninduktivitäten in Serie mit den
Wicklungen 72' und 72" zugeschaltet werden, wobei der Induktivitätswert in j edem Fall so bemessen
ist, daß mit der auf den Kreis, in dem die Induktivität liegt, übertragenen Äqu-ivalentkapazität des
Gleichrichters Resonanz vorhanden ist.
Für die Frequenz p + q, $p + q usw. kann in
ähnlicher Weise durch Serien- oder Parallelelemente zu den Wicklungen des Transformators 73 Kornpensation
erzielt werden. In diesem Fall muß die Induktivität durch Netzwerk ersetzt werden, die
geeigneten Äquiivalentinduktivitätswerte bei den Frequenzen p ± q, 3 p ± q haben. Wenn der Frequenzunterschied
zwischen p + q und p—q klein
ist gegen p + q, so ist eine Kompensation durch Anordnung einer einzigen Induktivität, die mit den
Gleichrichterkapazitäten bei der Frequenz j/ pi. ^2
in Resonanz ist, möglich. Wenn der Frequenzunterschied zwischen p + q und p—q groß ist und
besonders, wenn die Frequenz p+q von der Belastung ferngehalten werden soll, ist es vorteilhaft,
die Belastungsimpedanz für die unerwünschte Frequenz sehr hoch oder sehr niedrig zu machen.
Das erforderliche Impedanzverhältnis für p+q kann in diesem Fall durch Zusdhaltung eines Impedanznetzwerkes
parallel oder in Serie mit den Wicklungen 74', 74" des Transformators 73 wieder
hergestellt werden. Falls die Impedanz der Belastung für die Frequenz p + q sehr hoch ist,
kann z. B. das Kompensationsnetzwerk parallel zu den hintereinander geschalteten Wicklungen 74'
und 74" geschaltet werden und aus einem Widerstand von der Größe R in Serie mit einem Kondensator,
dessen Impedanz bei der Frequenz p—q
hoch und bei der Frequenz p + q niedrig ist, bestehen.
Für die Frequenzen 2 p, 4 p usw. kann die Kompensation mittels eines Netzwerkes in Serien- oder
Parallelschaltung mit der Impedanz 66 vorgenommen werden.
Da die Unvollkommenheiten der Gleichrichter allgemein die Folge von Kapazitäten und bei Transformatoren
die Folge von ,Streuinduktivitäten sind, ist es häufig möglich, die Streukiduktivitäten der
Transformatoren so zu bemessen, daß sie das ganze Kompensationsnetzwerk oder einen Teil davon
bilden.
Die Rollen der Generatoren 61 und 6t, in der
Fig. 9 können vertauscht werden, wenn die Leistung des Generators 61 die des Generators 63 übersteigt,
so daß praktisch kein Unterschied zwischen den beiden Eingangskreisen des Modulators ,besteht.
Tatsächlich läßt sich auch der Ausgangskreis mit einem der beiden Eingangskreise vertauschen. Abgesehen
von der praktischen Auswirkung der Widerstände der Transformatorwicklungen und der Streukapazitäten
besteht kein Unterschied in der Wirkungsweise zwischen den verschiedenen möglichen
Schaltungen. Diese Tatsache macht es verhältnismäßig leicht, die Wirkung einer Belastungs-■
impedanz zu bestimmen, die sich mit der Frequenz ändert.
Wenn z. B. die Belastung bei der Frequenz p + q die Impedanz 0 hat und bei allen anderen Frequenzen
ein konstanter Widerstand R ist, kann die Arbeitsweise des Modulators als gleichwertig mit
derselben Schaltung betrachtet werden, die bei allen Frequenzen auf einen konstanten Widerstand
arbeitet, wobei in Serie mit der Belastung ein scheinbarer Generator mit einer angenommenen
EMK von der Frequenz p + q, die das Fließen von Strom bei dieser Frequenz unterstützt und eine
solche Amplitude besitzt, daß die 'Gesamtspannung an der Belastung und dem scheinbaren Generator
bei der Frequenz p + q = ο ist, zugeschaltet wird.
Der Strom von diesem scheinbaren Generator mit der Frequenz p+q fließt in den Modulator und
erzeugt durch Verbindung mit der Frequenz p, unter anderem in dem Kreis des Generators 61, die Frequenzen
p + p + q = 2p + q und p — p + q = q. Die letztere Komponente unterstützt den Strom der
Frequenz q vom Generator 61, und durch Ansteigen des Stromes vergrößert sich die Eingangsleistung
von p—q in der Belastung, wodurch der Wirkungsgrad
des Modulators erhöht wird.
Eine ähnliche, aber geringere Erhöhung des Wirkungsgrades kann auch durch Beachtung der
für die Komponenten 3P ± q usw. vorhandenen Impedanz
erzielt werden.
Wenn eine reine Ausgangsfrequenz verlangt wird, no
ist eine Veränderung der Impedanz der Belastung bei bestimmten Frequenzen, um den Wirkungsgrad
zu erhöhen, eine gefährliche Maßnahme, da die übertragenen Reflexionsprodukte wieder reflektiert
werden können, wenn die Generatoren 61 und 63 nicht genau zu der Schaltung passen und es können
leicht Ausgangsfrequenzen, wie z.B. 2p + q auftreten, die unter Umständen nicht durch Siebketten
entfernt werden können.
Es ist vorteilhaft, die Teilwicklungen, des Transformators aus einer verdrillten Doppelader oder
einem Sternvierer herzustellen, so daß die Ableitung zwischen den Hälften oder Vierteln einer
Windung sehr gering ist. Andernfalls kann eine Teilkompensation durch Überbrückung der Im-"
pedanz 66 mit einem Kondensator und eine ent-
sprechende Teilkompensation für Streukapazitäten durch eine Impedanz in Serie mit der 'Impedanz 66
vorgenommen werden.
In besonderen Fällen 'kann es nötig sein, die Impedanz 66 fortzulassen. Sie kann zum Teil dadurch
erzeugt werden, daß man in den Pfaden für die gleichgerichteten Ströme einen Widerstand oder
Widerstände vorsieht, die durch Kondensatoren mit oder ohne Serieninduktivitäten zum Durchlaß der
ίο Wechselstromkotnponente überbrückt werden können,
wie in der Schaltung von Fig. io dargestellt. Die Verwendung von praktischen Gleichrichtern
bringt im Gegensatz zu idealen Gleichrichtern gewisse weitere Beschränkungen mit sich. Während
bei idealen Gleichrichtern keine obere Leistungsgrenze für den Generator 63, die zweckmäßig eingehalten
wird, vorhanden ist, wird diese Leistung praktisch durch die Gleichrichterkapazität über dieein
Strom fließt, begrenzt. Der Gleichrichter kann selbstverständlich nicht über eine bestimmte Größe
hinaus ausgedehnt werden.
Bei niedrigen Frequenzen, bei denen die Kapazität unwichtig ist, soll die Leistung des Generators
63 so groß wie möglich, und die Gleichrichter sollen so klein wie möglich sein. Die Fläche und Anzahl
der Platten soll dabei so gewählt werden, daß die Sicherheitsgrenzen für Gegenspannung und Stromdichte
nicht überschritten werden. Vorausgesetzt, daß die Transformatorverhältnisse richtig sind,
muß die Impedanz der Leitung gleich dem geometrischen Mittel aus dem quadratischen Mittelwert
des veränderlichen Widerstandes eines 'Gleichrichters
während einer negativen Halbperiode des Stromes vom Generator 63 und dem quadratischen
Mittelwert des veränderlichen Widerstandes während einer positiven Halbperiode derselben
. Spannungsquelle sein.
Die ,Serien- und Parallelverluste werden auf diese Weise gleich und ihrer Gesamtheit ein Minimum.
In dieser Beziehung ähnelt der Modulator einem für höchsten Wirkungsgrad konstruierten
Transformator.
Fig. ro zeigt die Anwendung des Erfindungsgedankens auf den bekannten Ringmodülator. Es
ist zu beachten, daß ein derartiger Modulator in seiner gewöhnlichen Form nicht arbeitet, wenn die
Gleichrichter dem Idealzuetamd dadurch nahekommen,
daß sie in der einen Richtung einen vernachlässigbaren kleinen Widerstand besitzen.
Beim Fehlen von Widerstand in der Brückenoder Ringschaltung wird in jedem Augenblick das
Gleichrichterpaar, an das die Trägerspannung in positiver Richtung gelegt ist, das andere Gleichlkhterpaar
praktisch (kurzschließen und die Ausbildung einer Gegenspannung an dem letzteren verhindern.
Daher wird der Strom vom Generator mit der Frequenz q gleichzeitig durch drei der Gleichrichter
anstatt durch zwei fließen.
Die Schaltung nach Fig. 10 enthält vier Gleichrichter
102', Ί02", 102'", 102"", die in Brücken geschaltet
und so angeordnet sind, daß ein umlaufender Strom in einer Richtung durch die Brücke
fließen kann. Die Wicklungen 109' und 109" des
Transformators 105, die gleich und festgekoppelt sein sollen, sind in Serie in die eine Diagonale der
Brücke geschaltet. Die Wicklungen 113' und 113"
des Transformators 107 sind ähnlich in die andere Diagonale der Brücke eingeschaltet. Die Wicklung
in des Transformators .106 ist zwischen dien Verbindungspunkten
der Wicklungen 109' und 109" und dem Verbindungspunkt der Wicklungen ία 3'
und 113" geschaltet. Der 'Generator 101 mit der
Frequenz q liegt parallel zu der Wicklung 108 des
Transformators 105, der Generator 103 mit der Frequenz p liegt parallel zur Wicklung no des
Transformators 109, und die Belastung 104 ist parallel
zu Wicklung 112 des Transformators 107 geschaltet.
In jedem Zweig liegt ein Widerstand 114', bzw.
114", 114'", 114"", der durch einen Kondensator
115' bzw. 1115", 115'", 115"" überbrückt wird,
dessen Impedanz für die niedrigste Frequenz, bei der Strom in der Schaltung fließt, gering ist. Der
Transformator 117 hat vier Wicklungen 116', 116",
116'" und 116"", von denen in jedem Zweig der
Brücke eine liegt, wobei die vier Wicklungen hintereinandergeschaltet sind. Die fünfte Wicklung
118 des Transformators 117 ist mit einem Widerstand 119 verbunden.
Es wird angenommen, daß bei jedem der vier Transformatoren die zwei Wicklungen das gleiche
Verhältnis besitzen. Wenn dann die Impedanz des Generators 101 bei der Frequenz q gleich R ist, ist
auch die Impedanz des Generators 103 bei der Frequenz q gleich' R. Die Impedanz der Belastung
104 bei den Frequenzen p -f- q, p + q, 2P — 1 usw.
und ebenso die Widerstände 114', 114", 114"',
114"" und .1.19 sind gleich R. Die Impedanz in
jedem Glied ist bei jeder der Frequenzen, bei denen Strom fließt, gleich 2 R, und 'die erforderlichen Bedingungen
sind erfüllt.
Claims (22)
1. Modulator mit einem oder mehreren Gleichrichtern, zwei oder mehreren Wechselstromgeneratoren
und einer oder mehreren Belastungen, bei dem die einzelnen Schaltelemente, wie Generatoren, Gleichrichter, Übertragerwicklungen,
ein oder mehrere Glieder bilden und jedes Glied mindestens einen Gleichrichter enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzen dieser einzelnen Elemente in jedem Glied so bemessen sind, daß die Summe der
Wirkwiderstände, der Elemente in dem Glied 115'
bei der Frequenz ο und bei einer oder mehreren Frequenzen, die dem Glied zugeführt oder
darin erzeugt werden, im wesentlichen den gleichen Wert hat, und daß die Summe der
Blindwiderstände in dem Glied bei allen Frequenzen im wesentlichen gleich Null ist.
2. Modulator nach Anspruch 1 mit einem Wechselstromgenerator von der Frequenz p und
einem zweiten Wechselstromgenerator von der Frequenz q, 'dadurch gekennizeichniet, daß die
Impedanzen der Impedanzelemente jedes Gliedes
so bemessen sind, daß die Summe der Wirkimpedanzen aller Elemente eines Gliedes bei
den Frequenzen p und q und den gewünschten Frequenzen der Belastungen im wesentlichen den
' gleichen Wert hat.
3. Modulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder beide der Generatoren
sinusförmige Ströme erzeugen und daß die Summe der Wifkimpedanzen aller Elemente
eines Gliedes bei den Frequenzen©, 2 p, 4p, 6p
usw. und p + q, 2>p ± ?, SP i 1 usw. im wesentlichen
den gleichen Wert hat.
4. Modulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder beide der Generatoren
Ströme von rechteckiger Form erzeugen und daß die Summe der Wirkimpedanzen aller
Elemente eines Gliedes bei den Frequenzen o, p ± q, ZP-Q. usw. und 3p, 5p usw. im wesentlichen
den gleichen Wert hat.
5. Modulator nach Anspruch 1 mit zwei Gliedern, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Frequenz den Gleichrichtern der beiden Glieder in Serie und die andere in Parallelschaltung
angelegt wird, wobei die beiden Glieder einen gemeinsamen Zweig besitzen, in dem ein
Impedanznetzwerk zur Erzielung der gewünschten Impedanzverhältnisse eingeschaltet ist.
6. Modulator nach Anspruch 1 mit vier ' Gliedern, dadurch gekennzeichnet, daß die
Gleichrichter in Brücke geschaltet sind und daß eine der Frequenzen über einen unterteilten
Transformator an jedes der Glieder gelegt wird und daß die andere der Frequenzen und
eine Belastung über Transformatoren, deren Sekundärwicklungen an der gegenüberliegenden
Diagonale der Brücke liegen, angeschaltet sind.
7. Modulator nach Anspruch 1 mit vier Gliedern, dadurch gekennzeichnet, daß. die
Gleichrichter in Brücke geschaltet und so angeordnet sind, daß ein umlaufender ,Strom die
Brücke in einer Richtung durchfließt, daß eine Frequenz und eine Belastung über unterteilte
Transformatoren an gegenüberliegenden Ecken, der Brücke liegen und daß die andere Frequenz
über einen Transformator, dessen Sekundärwicklung mit den Mittelpunkten der Sekundärwicklungen
der anderen Transformatoren verbunden ist, angeschaltet ist.
8. Modulator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die erforderlichen Impendanzwerte durch Einschaltung eines oder mehrerer Kompensationsnetzwerke
aus Widerstand und/oder Induktivität und/oder Kapazität in die Glieder
erzielt werden.
9. Modulator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die erforderlichen Impedanzwerte durch Einschaltung eines oder mehrerer Impedanznetzwerke
mit piezoelektrischen Anordnungen in die Glieder erzielt werden.
10. Modulator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß in den Gliedern Mittel zur Kompensation von Unvollkommenheiten der Gleichrichter vorgesehen sind.
11. Modulator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß konstante Serien- oder Parallelwiderstände zu den Gleichrichtern durch Verringerung oder Vergrößerung der übrigen
Impedanzen in den Gliedern um den gleichen Betrag bei allen in den Gliedern auftretenden
Frequenzen kompensiert werden.
12. Modulator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß frequenzabhängige Serien- oder Parallelwiderstände zu den Gleichrichtern durch Verringerung oder Vergrößerung der
Gesamtimpedanz des Gliedes bei jeder in dem Glied auftretenden Frequenz uim einen entsprechenden
Betrag kompensiert werden.
13. Modulator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß stromabhängige Widerstände in den Gleichrichtern durch Zuschaltung eines oder mehrerer nicht linearer Widerstände
kompensiert werden, deren Spannungsstromcharakteristik zu der der Gleichrichter über den
Spannungsbereich, in dem Strom in den Gliedern fließt, spiegelbildlich ist.
14. Modulator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
einer oder mehrere der Generatoren oder Belastungen über Transformatoren an die Glieder
angeschlossen sind.
15. Modulator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis· 4, dadurch gekennzeichnet, daß
einer oder mehrere der Generatoren oder Belastungen über Siebketten an die Glieder angeschlossen
sind.
16. Modulator nach Anspruch 6;, 7 ader 8, dadurch
gekennzeichnet, daß in jedem Glied in ,Serie mit den Gleichrichtern Kompensationsnetzwerke
eingeschaltet sind.
17. Modulator nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kompensationsnetzwerise, beispielsweise mittels Transformatoren, induktiv
gekoppelt sind.
. 18. Modulator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Glied eine Wicklung des unterteilten Transformators und eine Hälfte
der entsprechenden Sekundärwicklung der anderen Transformatoren enthält, wobei die
Mittelpunkte der Sekundärwicklungen über eine von Blindwiderstand freie Impedanz verbunden
sind, die allen Gliedern gemeinsam ist und dieselbe Größe besitzt wie die Impedanzen der
Generatoren und der Belastung unter Berücksichtigung der entsprechenden Transformator verhältnisse.
19. Modulator nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel zur Kompensation von Unvollkommenheit der Gleichrichter in die gemeinsame Verbindung eingeschaltet sind.
20. Modulator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Brückenzweig
Impedanznetzwerke zur Kompensation von Parallelkapazitäten und Serien- und/oder Parallel-
widerständen zu den Gleichrichtern eingeschaltet sind.
21. Modulator nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die Impedanzen im jedem Zweig über einen Transformator, dessen
Sekundärwicklung durch einen Widerstand überbrückt wird, gekoppelt sind.
22. Modulator nach Anspruch 21, dadurch
gekennzeicihnet, daß der Widerstand gleich 'der Impedanz der Generatoren und
■der BeIaStUHg bei den entsprechenden· Frequenzen
unter Berücksichtigung der entsprechenden Verhältnisse der Kopplungstransformatoren
ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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